题目内容

如图所示,两平行金属板水平放置,与电源相连,开始开关S闭合使平行板电容器带电,两平行金属板间存在匀强磁场,一个不计重力的带电粒子以速度v0垂直电场从P点射入平行板间,恰好沿纸面做匀速直线运动,从Q点飞出,下列说法正确的是(  )
分析:粒子开始做直线运动,电场力和初速度垂直,故电场力和洛伦兹力一定平衡;由于电场强度向上,故磁感应强度垂直向内;结合平行板电容器电容公式和电势差与电场强度关系公式列式求解.
解答:解:A、粒子开始做直线运动,电场力和初速度垂直,故电场力和洛伦兹力一定平衡,粒子做匀速直线运动,如果粒子带正电,电场力向下,洛伦兹力向上,根据左手定则,磁感应强度方向垂直向内;若粒子带负电,同样可以得到磁感应强度方向垂直向内,故A错误;
B、保持开关闭合,两板间电压不变,把两板的距离增大一倍,电场强度E=
U
d
减小为一半,电场力减为一半;同时把板间的磁感应强度增大一倍,故洛伦兹力增加一倍;故合力不为零,粒子做曲线运动,故B错误;
C、若把开关S断开,电容器带电量不变,两板的距离减小一半,根据C=
?S
4πkd
,电容增加为2倍,根据C=
Q
U
,电压减为一半,再根据E=
U
d
,电场强度不变,故电场力不变,合力仍为零,故C正确;
D、如果粒子带正电,以另一速度v1从P点沿PQ射入,从Q′点飞出,说明洛伦兹力小于电场力,故qv0B>qv1B,故v0>v1,故D正确;
故选CD.
点评:本题关键是明确粒子的受力情况和运动情况,同时要结合粒子做曲线运动的条件和电容器电容公式列式分析.
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