Question

1．如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的微粒，在豎直向的勻強(qiáng)電場(chǎng)、垂直指向紙內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)以及重力的共同作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

• A． 該微粒帶負(fù)電，電荷量q=$\frac{mg}{E-vB}$
• B． 粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中其電勢(shì)能和動(dòng)能均保持不變
• C． 若在粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中突然撤去磁場(chǎng)．則粒子將做勻速度直線運(yùn)動(dòng)
• D． 若該微粒在運(yùn)動(dòng)中突然分成比荷相同的兩個(gè)粒子．分裂后只要速度不為零且速度方向仍與磁場(chǎng)方向垂直，則它們能做半徑不變的勻速圓周運(yùn)動(dòng)

Answer 1

分析 首先據(jù)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)共同作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，判斷只有洛倫茲力提供向心力和重力與電場(chǎng)力是一對(duì)平衡力，此題即可求解．

解答 解：A、由于帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)共同作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以電場(chǎng)力的方向向上，且mg=Eq，即q=$\frac{mg}{E}$，故A錯(cuò)誤；
B、據(jù)上可知，重力與電場(chǎng)力是一對(duì)平衡力，所以運(yùn)動(dòng)過(guò)程二力所做的功為零；又洛倫茲力不做功，所以運(yùn)動(dòng)過(guò)程動(dòng)能不變；單是電場(chǎng)力在運(yùn)動(dòng)過(guò)程有時(shí)做正功，有時(shí)做負(fù)功，所以電勢(shì)能變化，故B錯(cuò)誤；
C、當(dāng)粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程，撤掉磁場(chǎng)，即粒子的合外力為零，所以粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故C正確；
D、該微粒在運(yùn)動(dòng)中突然分成比荷相同的兩個(gè)粒子，據(jù)A選項(xiàng)可知，分裂后的粒子重力與電場(chǎng)力也是一對(duì)平衡力，即兩粒子只要速度不為零且速度方向仍與磁場(chǎng)方向垂直，兩粒子依然做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；再據(jù)r=$\frac{mv}{qB}$可知，粒子的半徑取決于比荷、速率，所以當(dāng)粒子的速率相同時(shí)兩粒子的半徑不變；當(dāng)速率不同時(shí)，半徑不同，故D錯(cuò)誤．
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 本題是典型的粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，本題的關(guān)鍵是據(jù)粒子的運(yùn)動(dòng)，判斷出電場(chǎng)力與重力的關(guān)系；還有靈活利用洛倫茲力提供向心力求解．