题目内容

(2009?扬州三模)如图所示,a、b是一对水平放置的平行金属板,板间存在着竖直向下的匀强电场.一个不计重力的带电粒子从两板左侧正中位置以初速度v沿平行于金属板的方向进入场区,带电粒子进入场区后将向上偏转,并恰好从a板的右边缘处飞出; 若撤去电场,在两金属板间加垂直纸面向里的匀强磁场,则相同的带电粒子从同一位置以相同的速度进入场区后将向下偏转,并恰好从b板的右边缘处飞出.现上述的电场和磁场同时存在于两金属板之间,仍让相同的带电粒子从同一位置以相同的速度进入场区,则下面的判断中正确的是(  )
分析:粒子进入电场与磁场的复合场后,会受到向上电场力qE和向下的洛伦兹力Bqv.若电场力大于洛伦兹力,则粒子会偏向a板,做曲线运动.若电场力小于洛伦兹力,则粒子会偏向b板,做曲线运动.
解答:解:只有电场时,粒子做类平抛,
设半间距离为d,板长为L,有:
qE=ma…①
d
2
=
1
2
at2…②

L=v0t…③
由①②③得:
qE=
md
v
2
0
L2
…
④
只有磁场时,粒子做匀速圆周运动,设运动半径为R,有:
Bqv0=
mv2
R
…⑤
由几何关系知:
R2-L2=(R-
d
2
)
…⑥
由⑤⑥联立得:
Bqv0=
md
v
2
0
L2+
d2
4
…⑦
对比④⑦知:
qE>Bqv0,电场力大于洛伦兹力,故向a板偏转做曲线与动.
故答案选A
点评:本题综合了电场、磁场、类平抛、圆周运动等内容,具有一定的综合性.解决此类问题的关键是判断洛伦兹力和电场力的大小.
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