Question

10．如圖所示，MN是空間中某一水平面內(nèi)的一條直線，整個空間有水平方向的勻強(qiáng)電場或者有豎直方向的勻強(qiáng)磁場．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，則空間中的場一定是電場
• B． 如果粒子能回到MN上且速度大小不變，則空間中的場一定是磁場
• 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，則空間中的場一定是磁場
• D． 若只改變粒子的初速度大小，發(fā)現(xiàn)粒子能回到MN上且所用的時間不變，則空間中的場一定是磁場

Answer 1

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

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

點(diǎn)評 本題關(guān)鍵是分電場和磁場兩種情況進(jìn)行分析討論，抓住勻速圓周運(yùn)動模型和直線運(yùn)動模型進(jìn)行分析討論．