题目内容

16.如图所示,相距为d的水平金属板M、N的左侧有一对相距为$\frac{d}{2}$的竖直金属板P、Q,板P的小孔S正对板Q上的小孔O,M、N间有垂直于纸面向里的匀强磁场,在小孔S处有一带负电粒子,其重力和初速度均不计,当滑动变阻器的滑片在AB的中点时,带负电粒子恰能在M、N间做直线运动,下列说法正确的是(  )
A.P、Q间的电势差是M、N间电势差的4倍
B.若将滑片向上滑动,粒子进入M、N间的初速度将减小
C.粒子在M、N间运动过程中,动能一定增大
D.若将滑片滑到A端,粒子在M、N间运动,动能不变

分析 根据电路图中滑动变阻器分压式,即可判定P、Q间与M、N间电势差的关系;
粒子进入M、N间的初速度大小与PQ间的电势差有关;
粒子在MN间运动,依据电场力做正功,动能增大,若电场力做负功,则动能减小;
若将滑片滑到A端,MN间没有电压,从而判定动能是否变化.

解答 解:A、当滑动变阻器的滑片在AB的中点时,则MN间的电势差是PQ间的电势差一半,即P、Q间的电势差是M、N间电势差的2倍,故A错误;
B、若将滑片向上滑动,MN间的电势差将减小,而PQ间的电势差不变,那么粒子进入M、N间的初速度将不变,故B错误;
C、当粒子在M、N间运动过程中,只有电场力做正功时,动能才一定增大,而粒子在其运动中,可能电场力小于洛伦兹力,从而向上偏转,动能减小,故C错误;
D、若将滑片滑到A端,MN间的电势差为零,那么粒子在M、N间运动中,只受到洛伦兹力,从而做匀速圆周运动,动能不变,故D正确.
故选:D.

点评 考查滑动变阻器的分压式接法中的电压如何分配,掌握带电粒子进入电场与磁场复合场中受到的电场力与洛伦兹力大小关系,分析滑动片移动后的电场变化,还要知道洛伦兹力不做功的特点.

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