Question

4．如图所示，水平放置的带电平行金属板间有一垂直纸面向里的匀强磁场，某带电粒子平行与极板从左端中点O点以初速度v₀射入板间，沿水平虚线在O′处离开磁场，若带电粒子所受重力可忽略不计，下列判断正确的是（　　）

• A． 上极板一定带正电
• B． 若粒子在O点由静止释放，且仍从O′处离开磁场，则粒子最大速度为2v₀
• C． 只增加粒子带电量，粒子将不能沿水平虚线离开磁场
• D． 只增加粒子速度，粒子离开磁场时速度可能不变

Answer 1

分析 粒子受到向上的洛伦兹力和向下的电场力，二力平衡时粒子沿直线运动，当二力不平衡时，粒子做曲线运动，由公式qv₀B=qE，电量与电性不会影响粒子的运动性质，只有当运动方向相反时，才不会做直线运动，从而即可求解．

解答 解：某带电粒子平行与极板从左端中点O点以初速度v₀射入板间，沿水平虚线在O′处离开磁场，根据左手定则判断可知，若粒子受的洛伦兹力与电场力二力平衡，应该有：qv₀B=qE，即v₀B=E，
A、根据磁场方向，若是正电荷，由左手定则可知，受到的洛伦兹力方向向上，那么电场力向下，则上极带正电，若是负电荷，则洛伦兹力向下，电场力向上，上极仍带正电，故A正确．
B、若粒子在O点由静止释放，只受到电场力向下，不会从O′处离开磁场，故B错误．
C、若只增加粒子带电量，根据平衡条件得：qv₀B=qE，即v₀B=E，该等式与离子的电荷量无关，所以粒子仍沿直线运动，故C错误．
D、若只增加粒子的速度，由f=qv₀B＞qE，电场力做负功，则粒子离开磁场时速度减小，故D错误．
故选：A．

点评 本题考查了利用质谱仪进行粒子选择原理，只要对粒子进行正确的受力分析即可解决此类问题，注意掌握粒子做直线运动，一定是匀速直线运动，且粒子的电量与电性均不会影响运动性质．