Question

如图所示，两平行、正对金属板水平放置，使上面金属板带上一定量正电荷，下面金属板带上等量的负电荷，再在它们之间加上垂直纸面向里的匀强磁场．一个带电粒子以某一初速度v沿垂直于电场和磁场的方向从两金属板左端中央射入后向上偏转．若带电粒子所受重力可忽略不计，仍按上述方式将带电粒子射入两板间，为使其进入两板间后向下偏转，下列措施中一定可行方案是（ ）

A．仅增大带电粒子射入时的速度
B．仅增大两金属板所带的电荷量
C．仅减小射入粒子所带电荷量
D．仅改变射入粒子电性

Answer 1

【答案】分析：本题意在考查带电粒子在复合场中的运动问题，解决此类问题的关键是对带电粒子进行受力分析并结合牛顿第二定律判断带电粒子的运动情况．因题目中未明确带电粒子的电性，所以要假设粒子带正电或带负电的情况下，分别对粒子进行受力分析，根据受力情况分析来判断各选项的对错．
解答：解：
题目中未明确带电粒子的电性，故要先做出假设，如果粒子带正电，向上偏转说明粒子所受的洛伦兹力大于电场力，所以欲使粒子向下偏转，可以增大电场即使两个极板所带电量增多，这样可使向下的电场力大于洛伦兹力，故B可行；如果粒子带负电，向上偏转说明粒子所受的洛伦兹力小于电场力，增大射入电场时的初速度可增大洛伦兹力使洛伦兹力大于电场力，故A可行；无论粒子的电性如何，改变粒子的电性可使其所受合力的方向变为反向，故D可行；粒子所受的电场力和洛伦兹力的大小关系与所带电量多少无关，故C不可行．
故选ABD．
点评：处理带电粒子在电场和磁场中运动问题的基本方法．
1、带电粒子在匀强电场和匀强磁场共存区域内运动时，往往既要受到电场力作用，又要受到洛仑兹力作用．这两个力的特点是，电场力是恒力，而洛仑兹力的大小、方向随速度变化．若二力平衡，则粒子做匀速直线运动．若二力不平衡，则带电粒子所受合外力不可能为恒力，因此带电粒子将做复杂曲线运动．
2、解决粒子做复杂曲线运动问题时，必须用动能定理或能量关系处理．这里要抓住场力做功和能量变化的特点，即电场力做功与电势能变化的特点，以及洛仑兹力永远不做功．
3、若匀强电场和匀强磁场是分开的独立的区域，则带电粒子在其中运动时，分别遵守在电场和磁场中运动规律运动，处理这类问题时要注意分阶段求解．