题目内容
如图,两块平行金属板水平放置,上板带正电,下板带负电,在两板之间有一垂直电场方向的匀强磁场.虚线PQ平行两金属板且与两板等距离.现有一个带正电的离子A(重力可不计)以速率v0沿水平方向从P点进入两板之间,恰好可以沿PQ做直线运动.那么,以下说法正确的是( )
A、若换一个带电量更大的正离子以速率v0沿水平方向从P点进入两板间,将向下偏转 | B、若有一个负离子以速率v0沿水平方向从Q点进入两板间,也可以沿PQ做直线运动 | C、若离子A以大于v0的速率沿水平方向从P点进入两板间,在随后运动中速率将减小 | D、若离子A以速率v0的沿斜向下方向从P点进入两板之间,仍然能够做直线运动 |
分析:带电粒子受到的电场力和洛伦兹力平衡时,才能沿直线通过,根据左手定则判断洛伦兹力方向,确定两个力能否平衡,即可判断粒子能否沿直线运动.
解答:解:AB、带正电粒子沿PQ方向从左侧进入场区,所受的电场力竖直向下,由左手定则判断可知,洛伦兹力方向竖直向上,恰好可以沿PQ做直线运动,由qE=qvB得,v=
,此结论与带电粒子的电性、电量无关,若粒子QP方向进入场区,洛伦兹力方向竖直向下,与电场力方向相同,两力不能平衡,则粒子向下偏转,故AB错误.
C、同理,当离子A以大于v0的速率沿水平方向从P点进入两板间,则有洛伦兹力大于电场力,导致离子向上偏转,则电场力做负功,动能减小,在随后运动中速率将减小,故C正确.
D、由上分析得知,离子A以速率v0的沿斜向下方向从P点进入两板之间,电场力与洛伦兹力不能平衡,则不能沿直线通过.故D错误.
故选:C.
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C、同理,当离子A以大于v0的速率沿水平方向从P点进入两板间,则有洛伦兹力大于电场力,导致离子向上偏转,则电场力做负功,动能减小,在随后运动中速率将减小,故C正确.
D、由上分析得知,离子A以速率v0的沿斜向下方向从P点进入两板之间,电场力与洛伦兹力不能平衡,则不能沿直线通过.故D错误.
故选:C.
点评:本题考查对速度选择器工作原理的理解,由qE=qvB得,v=
,此结论与带电粒子的电性、电量无关,同时注意电场力与洛伦力的方向关系来确定直线还是曲线运动,并掌握左手定则的应用.
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