如图所示,水平正对放置的带电平行金属板间的匀强电场方向竖直向下,匀强磁场方向垂直纸面向里,一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止释放,经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做匀速直线运动.现在使小球从稍低些的b点由静止释放,经过轨道端点P进入两板之间的场区.关于小球和小球现在运动的情况以下判断中正确的是( )A. 小球可能带负电B. 小球在电、磁场中运动的过程动能增大C. 小球在电、磁场中运动的过程电势能增大D. 小球在电、磁场中运动的过程机械能与电势能总量不变
问题描述:
如图所示,水平正对放置的带电平行金属板间的匀强电场方向竖直向下,匀强磁场方向垂直纸面向里,一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点由静止释放,经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做匀速直线运动.现在使小球从稍低些的b点由静止释放,经过轨道端点P进入两板之间的场区.关于小球和小球现在运动的情况以下判断中正确的是( )
A. 小球可能带负电
B. 小球在电、磁场中运动的过程动能增大
C. 小球在电、磁场中运动的过程电势能增大
D. 小球在电、磁场中运动的过程机械能与电势能总量不变
答
A、如果小球带负电,则小球在金属板间受到向下的重力,向上的电场力,向下的洛伦兹力,则小球可能受力平衡,沿水平方向做匀速直线运动;若小球带正电,则小球受向下的重力、向下的电场力,向上的洛仑兹力,也可能平衡,故小球带正负电均可以,故A正确;
B、若小球带负电,当小球从稍低的b点由静止释放时,小球进入金属板间的速度将减小,则F洛减小,F洛+mg<F电,小球将向上运动,电场力做正功,合外力做正功.所以小球在电磁场中运动的过程中动能增大,电势能减小;由于只有电势能和机械能之间的转化,故机械能与电势能的决量不变;
若小球带正电,由于小球的洛仑兹力减小,则小球向下运动,重力及电场力均做正功,故动能增大;电势能减小;但机械能与电势能的总量不变;故BD正确,C错误
故选ABD.
答案解析:根据小球的运动状态可分析小球的受力情况从而得出小球的电性;再分析小于在混合场中各力做功情况,由功能关系即可分析各能量的变化.
考试点:带电粒子在混合场中的运动.
知识点:本题中要注意电荷有两种可能,在分析时应分别进行讨论;同时注意分析正负电荷在混合场中的受力情况,从而确定物体的运动情况.