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精英家教网一电子以速度v在半径为r的轨道上绕固定的正电荷做逆时针方向的匀速圆周运动,周期为T,电势能为Ep,现在电子轨道平面上加一垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,设电子通过调整轨道后仍能绕正电荷做匀速圆周运动,则(  )
A、r、v、T均增大,Ep减小B、r、v减小,T、Ep增大C、r、T、Ep均减小,v增大D、r、T、Ep均增大,v减小
分析:在没有加磁场之前,电子在库仑力作用下,提供向心力,做匀速圆周运动,当加入磁场后,导致提供的向心力小于需要的向心力,出现离心现象,从而即可求解.
解答:解:在未加磁场时,根据牛顿第二定律和库仑定律得:
kQq
r2
=m
4π2
T2
r

在加磁场时,根据牛顿第二定律、库仑定律和洛仑兹力公式(左手定则)得
根据磁场指向纸里,则有:
kQq
r2
-qvB=m
4π2
T′2
r

电子做离心运动,导致半径增大,且有,T′>T,库仑力做负功,导致电势能增加,而动能减小,则速度减小,故D正确,ABC错误;
故选:D.
点评:考查粒子受到库仑力与洛伦兹力作用下,做匀速圆周运动,掌握离心运动的条件,及当半径增加时,线速度、周期、电势能如何变化.
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