Question

10．如圖所示，兩平行金屬板P、Q水平放置，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電；板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出）．一個(gè)帶電粒子在兩板間沿虛線所示路徑做勻速直線運(yùn)動(dòng)．粒子通過(guò)兩平行板后從O點(diǎn)垂直進(jìn)入另一個(gè)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)周期后打在擋板MN上的A點(diǎn)．不計(jì)粒子重力．則下列說(shuō)法不正確的是（　�。�

• A． 此粒子一定帶正電
• B． P、Q間的磁場(chǎng)一定垂直紙面向里
• C． 若另一個(gè)帶電粒子也能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則它一定與該粒子具有相同的荷質(zhì)比
• D． 若另一個(gè)帶電粒子也能沿相同的軌跡運(yùn)動(dòng)，則它一定與該粒子具有相同的荷質(zhì)比

Answer 1

分析 粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)洛倫茲力提供向心力，根據(jù)粒子偏轉(zhuǎn)方向應(yīng)用左手定則可以判斷出粒子的電性；
粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件判斷出洛倫茲力方向，然后應(yīng)用左手定則可以判斷出磁場(chǎng)方向；
根據(jù)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，結(jié)合半徑公式求出粒子電荷量與質(zhì)量的比值，然后分析答題．

解答 解：A、粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，粒子向下偏轉(zhuǎn)，粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受洛倫茲力豎直向下，應(yīng)用左手定則可知，粒子帶正電，故A正確；
B、粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，粒子所受合力為零，粒子所受電場(chǎng)力豎直向下，則粒子所受洛倫茲力豎直向上，由左手定則可知，P、Q間的磁場(chǎng)垂直于紙面向里，故B正確；
C、粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件可知：qvB=qE，則：v=$\frac{E}{B}$，粒子具有相同的速度，不一定具有相同的荷質(zhì)比，故C錯(cuò)誤；
D、粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，解得：$\frac{q}{m}$=$\frac{v}{Br}$，由于粒子勻速通過(guò)P、Q間的復(fù)合場(chǎng)，則粒子速度v相同，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡相同，則粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r相同，則粒子的荷質(zhì)比相同，故D正確；
本題選錯(cuò)誤的，故選：C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，解決本題的關(guān)鍵知道粒子在兩金屬板間受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)洛倫茲力提供向心力．