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竖直放置的平行板电容器,A板接电源正极,B板接负极,在电容器中加匀强磁场,磁场方向与电场方向垂直,在图中垂直纸面向里、从A板中点C的小孔入射一批带正电的微粒,入射的速度大小
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问题描述:

竖直放置的平行板电容器,A板接电源正极,B板接负极,在电容器中加匀强磁场,磁场方向与电场方向垂直,在图中垂直纸面向里、从A板中点C的小孔入射一批带正电的微粒,入射的速度大小,方向各不相同(入射速度方向与电场方向夹角小于90°),考虑微粒受重力,微粒在平行板AB间的运动过程中()

A.所有微粒的动能都将增加

B.所有微粒的机械能都将不变

C.有的微粒可能做匀速直线运动

D.有的微粒可能做匀速圆周运动

刘文坤回答:
  微粒在从A板运动到B板的过程中受到重力,电场力和洛伦兹力,其中洛伦兹力方向与速度方向始终垂直,故洛伦兹力不做功.   A、如果电荷向上偏转,则电场力做正功,重力做负功,如果电荷克服重力所做的功大于电场力所做的功,即合外力做负功,根据动能定理可知,物体的动能减小,故A错误;   B、由于在电荷运动过程中电场力始终做正功,故电荷的机械能始终增加,故B错误;   C、由题意可知正电荷若初速度方向沿右上方,则洛伦兹力的方向沿左上方,故如果洛伦兹力在水平方向的分量等于电场力,洛伦兹力在竖直方向的分量等于重力,则微粒作匀速直线运动,故C正确;   D、如果微粒所受的重力等于电场力,则该微粒做匀速圆周运动,而重力方向竖直向下,电场力方向方向水平向右,故重力不可能等于电场力,故微粒不可能做匀速圆周运动,故D错误;   故选:C.
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