Question

如圖所示，MN是紙面內(nèi)的一條直線，其所在空間充滿與紙面平行的勻強(qiáng)電場或與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場（場區(qū)都足夠大），現(xiàn)有一重力不計(jì)的帶電粒子從MN上的O點(diǎn)以水平初速度射入場區(qū)，下列有關(guān)判斷正確的是（  ）

A．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

B．如果粒子回到MN上時(shí)速度大小不變，則該空間存在的一定是電場

C．若只改變粒子的初速度大小，發(fā)現(xiàn)粒子再回到MN上時(shí)與其所成夾角不變，則該空間存在的一定是磁場

D．若只改變粒子初速度大小，發(fā)現(xiàn)粒子再回到MN上所用的時(shí)間不變，則該空間存在的一定是磁場

Answer 1

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解析:

  若粒子回到MN上時(shí)，速度增大即動(dòng)能增大，根據(jù)動(dòng)能定理可知，外力對(duì)粒子做正功，而在紙面內(nèi)，洛倫茲力對(duì)粒子不做功，故一定是電場力對(duì)粒子做正功，A項(xiàng)正確；若空間只有磁場，由于洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功，故粒子動(dòng)能不變，即速度大小不變，B項(xiàng)錯(cuò)；若電場方向與MN方向垂直，則粒子沿MN方向速度不變，垂直于MN方向上粒子做類上拋運(yùn)動(dòng)，故粒子兩次經(jīng)過MN時(shí)，垂直于MN方向的速度大小也不變，因此回到MN上時(shí)的速度與MN方向夾角和初速度與MN方向夾角相同；初速度方向不變，大小改變，不會(huì)影響粒子回到MN時(shí)的速度方向，C項(xiàng)錯(cuò)；但改變速度大小后，粒子做類上拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間將改變，故空間存在的不可能是電場，D項(xiàng)正確。