Question

如圖所示，與電源斷開的帶電平行金屬板相互正對水平放置，兩板間存在著水平方向的勻強磁場.某帶電小球從光滑絕緣軌道上的a點由靜止開始滑下，經(jīng)過軌道端點P（軌道上P點的切線沿水平方向）進入板間后恰好沿水平方向做直線運動.若保持磁感應(yīng)強度不變，使兩板間距離稍減小一些，讓小球從比a點稍低一些的b點由靜止開始滑下，在經(jīng)P點進入板間的運動過程中

A.洛倫茲力對小球做負功                  B.小球所受電場力變大

C.小球一定做曲線運動                     D.小球仍可能做直線運動

Answer 1

C

根據(jù)題意分析得：小球從P點進入平行板間后做直線運動，對小球進行受力分析得小球共受到三個力作用：恒定的重力G、恒定的電場力F、洛倫茲力f，這三個力都在豎直方向上，小球在水平直線上運動，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動；由左手定則得洛倫茲力始終與小球的運動方向垂直，洛倫茲力不做功，所以選項A錯誤.根據(jù)平行板電容器的電容C=，再根據(jù)電容的定義式C=，所以得到：=，變形得到：=.當兩板間距離d變小時，則電容C變大，因為帶電荷量Q不變，正對面積S不變，所以得到兩板間的電場強度E==不變，所以小球受到的電場力不變；如果小球從稍低的b點下滑到從P點進入平行板間，則小球到達P點的速度會變小，所以洛倫茲力f變小，因為重力G和電場力F一直在豎直方向上，所以這兩個力的合力一定在豎直方向上，若洛倫茲力變化了，則三個力的合力一定不為零，且在豎直方向上，而小球從P點進入時的速度方向在水平方向上，所以小球會偏離水平方向做曲線運動，所以本題的正確選項為C.