Question

18．如圖所示，帶電平行金屬板中勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點(diǎn)由靜止滑下，經(jīng)過(guò)$\frac{1}{4}$圓弧軌道從端點(diǎn)P（切線水平）進(jìn)入板間恰好沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)使帶電小球從比a點(diǎn)稍低的b點(diǎn)由靜止滑下，在經(jīng)過(guò)P點(diǎn)進(jìn)入板間后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（　�。�

• A． 帶電小球的動(dòng)能將會(huì)增大
• B． 帶電小球的電勢(shì)能將會(huì)減小
• C． 帶電小球所受洛倫茲力不變
• D． 帶電小球所受機(jī)械能將會(huì)減小

Answer 1

分析 小球從P點(diǎn)進(jìn)入平行板間后做直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)小球進(jìn)行受力分析得小球共受到三個(gè)力作用：恒定的重力G、恒定的電場(chǎng)力F、洛倫茲力f，這三個(gè)力都在豎直方向上，小球在水平直線上運(yùn)動(dòng)，所以可以判斷出小球受到的合力一定是零，即小球一定是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力和電場(chǎng)力同向，故都向上，粒子帶正電；減小入射速度后，洛倫茲力相對(duì)減小，合力向下，故向下偏轉(zhuǎn)．

解答 解：A、根據(jù)題意分析得：小球從P點(diǎn)進(jìn)入平行板間后做直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)小球進(jìn)行受力分析得小球共受到三個(gè)力作用：恒定的重力G、恒定的電場(chǎng)力F、洛倫茲力f，這三個(gè)力都在豎直方向上，小球在水平直線上運(yùn)動(dòng)，所以可以判斷出小球受到的合力一定是零，即小球一定是做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
若小球帶正電，則洛倫茲力和電場(chǎng)力同向，都向上，可以與重力是平衡力；
若小球帶負(fù)電，則洛倫茲力和電場(chǎng)力同向，都向下，不可能與重力是平衡力，所以小球一定帶正電．
如果小球從稍低的b點(diǎn)下滑到從P點(diǎn)進(jìn)入平行板間，則小球到達(dá)P點(diǎn)的速度會(huì)變小，所以洛倫茲力f比之前的減小，因?yàn)橹亓�G和電場(chǎng)力F一直在豎直方向上，所以這兩個(gè)力的合力一定在豎直方向下，粒子做加速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能增加，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能也增加，故A正確，B錯(cuò)誤；
C、由于合力做正功，速度增加，洛倫茲力也增加，故C錯(cuò)誤；
D、由于電場(chǎng)力做負(fù)功，所以小球的機(jī)械能減小．故D正確．
故選：AD

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵先分析出小球受力平衡，然后再考慮洛侖茲力變化后的運(yùn)動(dòng)情況，同時(shí)要結(jié)合平行板電容器的表達(dá)式和電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式列式分析．