Question

3．如圖所示，正點(diǎn)電荷Q固定在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，帶電粒子q在紙面內(nèi)繞Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（不計(jì)粒子的重力），下列關(guān)于粒子運(yùn)動(dòng)情況的說(shuō)法中，正確的是（　　）

• A． 若粒子q帶正電，則軌跡一定為逆時(shí)針?lè)较?/td>
• B． 若粒子q沿逆時(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)，則其可能帶負(fù)電
• C． 將正點(diǎn)電荷Q接地，若運(yùn)動(dòng)粒子q帶正電，則粒子的軌道半徑增大
• D． 將正點(diǎn)電荷Q接地，若運(yùn)動(dòng)粒子q帶負(fù)電，則粒子的軌道半徑可能增大，可能減小，也可能不變

Answer 1

分析 點(diǎn)電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，靠庫(kù)倫引力和洛倫茲力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行分析．

解答 解：A、若粒子q帶正電，則受到的庫(kù)侖力背離圓心，所以洛倫茲力的方向一定要指向圓心，由左手定則可知，粒子軌跡一定為逆時(shí)針?lè)较颍�故A正確；
B、若粒子q帶負(fù)電，則受到的庫(kù)侖力指向圓心，所以洛倫茲力的方向可能指向圓心，由左手定則可知，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡一定是順時(shí)針?lè)较颍?br />洛倫茲力的方向也可能背離圓心，此時(shí)洛倫茲力的大小一定小于庫(kù)侖力，由左手定則可知，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)軌跡一定為逆時(shí)針?lè)较颍�故B正確；
C、若粒子q帶正電，則受到的庫(kù)侖力背離圓心，所以洛倫茲力的方向一定要指向圓心兩個(gè)力的合力提供向心力，即：$qvB-F=\frac{m{v}^{2}}{r}$
將正點(diǎn)電荷Q接地，運(yùn)動(dòng)粒子q不再受到庫(kù)侖力的作用，此時(shí)洛倫茲力提供向心力，得$qvB=\frac{m{v}^{2}}{r′}$，提供的向心力增大，則粒子的軌道半徑減�。�故C錯(cuò)誤；
D、結(jié)合B與C的分析可知，若運(yùn)動(dòng)粒子q帶負(fù)電，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是順時(shí)針?lè)较�，也可能是逆時(shí)針?lè)较颍?br />若將正點(diǎn)電荷Q接地，運(yùn)動(dòng)粒子-q不再受到庫(kù)侖力的作用，當(dāng)負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡一定是順時(shí)針?lè)较驎r(shí)，向心力減小，則運(yùn)動(dòng)的半徑一定增大；當(dāng)負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡一定是逆時(shí)針?lè)较驎r(shí)，庫(kù)侖力消失，則粒子旋轉(zhuǎn)的方向發(fā)生變化，由于不知道洛倫茲力與庫(kù)侖力的大小的具體故選，所以負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的半徑可能增大，可能減小，也可能不變．故D正確．
故選：ABD

點(diǎn)評(píng) 該題考查帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，解決本題的關(guān)鍵知道電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源，結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行求解．