Question

10．如圖所示，MN是空間中某一水平面內(nèi)的一條直線，整個(gè)空間有水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)或者有豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)有一帶電粒子在MN上的O點(diǎn)具有水平方向的初速度v₀．不計(jì)粒子重力．下列判斷正確的是（　�。�

• A． 如果粒子能回到MN上且速度大小增大，則空間中的場(chǎng)一定是電場(chǎng)
• B． 如果粒子能回到MN上且速度大小不變，則空間中的場(chǎng)一定是磁場(chǎng)
• C． 若只改變粒子的初速度大小，發(fā)現(xiàn)粒子能回到MN上且與MN的夾角大小不變，則空間中的場(chǎng)一定是磁場(chǎng)
• D． 若只改變粒子的初速度大小，發(fā)現(xiàn)粒子能回到MN上且所用的時(shí)間不變，則空間中的場(chǎng)一定是磁場(chǎng)

Answer 1

分析 洛倫茲力不做功，電場(chǎng)力可以做功；粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)中做類似拋體運(yùn)動(dòng)．據(jù)此分析即可．

解答 解：A、洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功，不能使粒子速度增大，電場(chǎng)力可使帶電粒子做功，動(dòng)能增大，則知如果粒子回到MN上時(shí)速度增大，則該空間存在的一定是電場(chǎng)，故A正確；
B、若帶電粒子以與電場(chǎng)線平行的速度v₀射入，粒子返回速率不變，該空間可能存在電場(chǎng)．粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度大小不變，所以也可能存在磁場(chǎng)．故B錯(cuò)誤；
C、若只改變粒子的初速度大小，發(fā)現(xiàn)粒子能回到MN上且與MN的夾角大小不變，可能存在磁場(chǎng)，也可能存在電場(chǎng)，因?yàn)閳A有對(duì)稱性，拋物體也具有對(duì)稱性．故C錯(cuò)誤；
D、若只改變粒子的初速度大小，發(fā)現(xiàn)粒子再回到MN上所用的時(shí)間不變，粒子只能是在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，t=$\frac{θ}{2π}$T=$\frac{θ}{2π}$•$\frac{2πm}{qB}$=$\frac{θm}{qB}$，與速度無(wú)關(guān)，故D正確；
故選：AD．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是分電場(chǎng)和磁場(chǎng)兩種情況進(jìn)行分析討論，抓住勻速圓周運(yùn)動(dòng)模型和直線運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行分析討論．