Question

如圖所示，兩平行、正對金屬板水平放置，使上面金屬板帶上一定量正電荷，下面金屬板帶上等量的負(fù)電荷，再在它們之間加上垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)帶電粒子以初速度v0沿垂直于電場和磁場的方向從兩金屬板左端中央射入后向上偏轉(zhuǎn)．若帶電粒子所受重力可忽略不計(jì)，仍按上述方式將帶電粒子射入兩板間，為使其向下偏轉(zhuǎn)，下列措施中一定不可行的是（　　）

A．僅增大帶電粒子射入時(shí)的速度

B．僅增大兩金屬板所帶的電荷量

C．僅減小粒子所帶電荷量

D．僅改變粒子的電性

Answer 1

分析：本題意在考查帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)問題，解決此類問題的關(guān)鍵是對帶電粒子進(jìn)行受力分析并結(jié)合牛頓第二定律判斷帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況．因題目中未明確帶電粒子的電性，所以要假設(shè)粒子帶正電或帶負(fù)電的情況下，分別對粒子進(jìn)行受力分析，根據(jù)受力情況分析來判斷各選項(xiàng)的對錯(cuò)．

解答：解：
A、如果粒子帶負(fù)電，向上偏轉(zhuǎn)說明粒子所受的洛倫茲力小于電場力，增大射入電場時(shí)的初速度可增大洛倫茲力使洛倫茲力大于電場力，故A可行；
B、題目中未明確帶電粒子的電性，故要先做出假設(shè)，如果粒子帶正電，向上偏轉(zhuǎn)說明粒子所受的洛倫茲力大于電場力，所以欲使粒子向下偏轉(zhuǎn)，可以增大電場即使兩個(gè)極板所帶電量增多，這樣可使向下的電場力大于洛倫茲力，故B可行；
C、粒子所受的電場力和洛倫茲力的大小關(guān)系與所帶電量多少無關(guān)，故C不可行．
D、無論粒子的電性如何，改變粒子的電性可使其所受合力的方向變?yōu)榉聪�，故D可行；
本題選不可行的，故選C．

點(diǎn)評：處理帶電粒子在電場和磁場中運(yùn)動(dòng)問題的基本方法．
　　1、帶電粒子在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場共存區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，往往既要受到電場力作用，又要受到洛侖茲力作用．這兩個(gè)力的特點(diǎn)是，電場力是恒力，而洛侖茲力的大小、方向隨速度變化．若二力平衡，則粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)．若二力不平衡，則帶電粒子所受合外力不可能為恒力，因此帶電粒子將做復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)．
　　2、解決粒子做復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)問題時(shí)，必須用動(dòng)能定理或能量關(guān)系處理．這里要抓住場力做功和能量變化的特點(diǎn)，即電場力做功與電勢能變化的特點(diǎn)，以及洛侖茲力永遠(yuǎn)不做功．
　　3、若勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場是分開的獨(dú)立的區(qū)域，則帶電粒子在其中運(yùn)動(dòng)時(shí)，分別遵守在電場和磁場中運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)，處理這類問題時(shí)要注意分階段求解．