题目内容
地球是一个带负电的导体,大地表面附近的电场可认为是匀强电场,其方向竖直向下;同时地球又是一个磁体,其磁场的分布如图所示,设地球赤道附近的磁场为是匀强磁场,方向沿水平方向由南向北.已知在赤道上空M点(距地面较近)有一带负电的微粒P,当P有自东向西的速度时,在重力、电场力、磁场力作用下恰好能做匀速直线运动,则下列说法中正确的是( )
分析:根据左手定则判断出洛伦兹力的方向,根据对粒子的受力分析来判定物体的运动情况.
解答:解:当P有自东向西的速度时,在重力、电场力、磁场力作用下恰好能做匀速直线运动,得:mg=qvB+qE
A、在M点P有自西向东相同的速率,则P的受力为:mg+qvB>qE,粒子的合力方向向下,物体不做匀速直线运动.故A错误;
B、在M点P有向西南方向的相同速率,则P的受力:mg+qvBsinθ>qE,粒子的合力方向向下,物体不做匀速直线运动.故B正确;
C、让P电量加倍,且在M点P仍有自东向西的相同速率,则P的受力为:2qE+2qvB>mg,粒子的合力方向向上,物体不做匀速直线运动.故C错误;
D、P从M点运动到地面,则到地面的过程中,重力做正功,电场力做负功,由A的方向可得:mg>qE所以物体的总功大于0,P的动能增大;电场力做负功,P的机械能减小.故D正确.
故选:BD
A、在M点P有自西向东相同的速率,则P的受力为:mg+qvB>qE,粒子的合力方向向下,物体不做匀速直线运动.故A错误;
B、在M点P有向西南方向的相同速率,则P的受力:mg+qvBsinθ>qE,粒子的合力方向向下,物体不做匀速直线运动.故B正确;
C、让P电量加倍,且在M点P仍有自东向西的相同速率,则P的受力为:2qE+2qvB>mg,粒子的合力方向向上,物体不做匀速直线运动.故C错误;
D、P从M点运动到地面,则到地面的过程中,重力做正功,电场力做负功,由A的方向可得:mg>qE所以物体的总功大于0,P的动能增大;电场力做负功,P的机械能减小.故D正确.
故选:BD
点评:该题中,当粒子运动的方向不同时,洛伦兹力的方向不同,所以物体的合力发生变化,所以正确判断出洛伦兹力的方向是解题的关键.
练习册系列答案
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如图所示,实线是某电场中的电场线,虚线是一个带负电的粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,若带电粒子是从a处运动到b处,以下判断正确的是( )
A.带电粒子从a到b加速度减小 | B.带电粒子在b处电势能大 |
C.b处电势高于a处电势 | D.带电粒子在b处速度大 |