选择题6.0分
物理

8.如图所示为某一装置的俯视图,PQ、MN为水平放置且足够长的平行金属薄板,两板间有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直薄板平面向里,金属棒AB垂直放置在两板上且与两板接触良好。现有质量为m,电荷量为+q的粒子以初速度V0水平向左射入两板之间,若磁场足够大,粒子的重力不计,且粒子不会打到两板上,则( )

A

若带电粒子做匀速直线运动,则金属棒AB应向右运动

B

金属棒的速度为2 V0时,带电粒子可能做匀速直线运动

C

若金属棒的向左运动速度也为V0,则带电粒子一定做匀速直线运动

D

若金属棒一直未动,则带电粒子从初始时到位移大小为时的时间间隔可能为

正确答案及相关解析

正确答案

C

解析

A. 若带电粒子做匀速直线运动,带电粒子受力平衡,受到的电场力竖直向上,粒子带正电,由右手定则可知金属棒AB应向左运动,故A错误; B、C. 据左手定则可知粒子受洛仑兹力方向向下,则电场力方向向上,两者才能平衡,据右手定则AB向左运动,  ,  ,解得,所以金属棒向左运动的速度为V0时,带电粒子做匀速直线运动,故B错误,C正确; D. 若金属棒一直未动,则粒子不受电场力,粒子仅受洛伦滋力的作用做圆周运动,由,

,则带电粒子从初始时到位移大小为时,经过的时间为,(n=1、2、3…)

,(n=1、2、3…),后者当n=0时,得时间间隔,故D正确;故本题选CD

考查方向

带电粒子在复合场中运动时的平衡及带电粒子在磁场中做匀速圆周运动问题。

解题思路

根据平衡条件列出方程,带入有关表达式得到答案,只存在磁场,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动.由洛伦兹力充当向心力可以求的轨道半径,依据半径可以求出位移大小,得到对应的圆心角,进而可以求得时间.

易错点

求解时间进,关键要找对圆心角,还要考虑粒子做圆周运动的周期性。

知识点

牛顿第二定律 带电粒子在匀强磁场中的运动