Question

如圖，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，滑動(dòng)變阻器電阻為R，所有的開(kāi)關(guān)均閉合．兩平行極板間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電粒子正好以速度v水平勻速穿過(guò)兩板．以下說(shuō)法正確的是（　�。�

A．該粒子一定帶正電

B．如果將開(kāi)關(guān)K₁斷開(kāi)，粒子將繼續(xù)沿直線穿出

C．如果將開(kāi)關(guān)K₂斷開(kāi)，粒子可能從上板邊緣穿出

D．如果將開(kāi)關(guān)K₃斷開(kāi)，把b板向下移動(dòng)少許，粒子可能從上板邊緣穿出

Answer 1

分析：帶電粒子勻速穿過(guò)兩板，所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡．電容器上板帶正電，電場(chǎng)方向向下．帶電粒子的電性不知道，可能帶正電，也可能帶負(fù)電．粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，從分析電場(chǎng)力和洛倫茲力可判斷粒子能否從下極板射出．

解答：解：A、帶電勻速穿過(guò)兩板，電場(chǎng)力與洛倫茲力二力平衡，由qvB=qE，得v=

E

B

，當(dāng)帶電粒子的速度v=

E

B

時(shí)，無(wú)論是正電荷，還是負(fù)電荷都能勻速穿過(guò)兩板，所以粒子不一定帶正電，故A錯(cuò)誤．
B、如果將開(kāi)關(guān)K₁斷開(kāi)，電容器通過(guò)變阻器放電，板間電壓和場(chǎng)強(qiáng)減小，電場(chǎng)力減小，而帶電粒子所受的洛倫茲力不變，則粒子將不能繼續(xù)沿直線穿出，故B錯(cuò)誤．
C、如果將開(kāi)關(guān)K₂斷開(kāi)，電容器板間電壓增大到等于電源的電動(dòng)勢(shì)，板間場(chǎng)強(qiáng)增大，帶電粒子所受的電場(chǎng)力增大，若粒子帶負(fù)電，電場(chǎng)力方向向上，則粒子將從上板邊緣穿出．故C正確．
D、如果將開(kāi)關(guān)K₃斷開(kāi)，把b板向下移動(dòng)少許，電容器的帶電量不變，根據(jù)推論可知板間場(chǎng)強(qiáng)不變，電場(chǎng)力與洛倫茲力仍然二力平衡，粒子將繼續(xù)沿直線穿出，故D錯(cuò)誤．
故選：C．

點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題關(guān)鍵是分析粒子的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況．對(duì)于電容器動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題關(guān)鍵要抓住不變量，如本題D項(xiàng)開(kāi)關(guān)K₃斷開(kāi)，電容器電量不變，正對(duì)面積不變，板間場(chǎng)強(qiáng)將不變．