Question

如右圖所示，兩塊水平放置的足夠大的平行金屬板M、N相距為d，處在范圍足夠大、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，一導(dǎo)體棒垂直搭在M、N上．當(dāng)棒以速度v水平向右勻速運(yùn)動時(shí)，一個(gè)電荷量為q（不計(jì)重力）的粒子從兩板之間沿著水平方向以速度v₀射入兩板之間，恰好能做勻速直線運(yùn)動．下列說法正確的是（　　）

A、粒子一定帶正電

B、粒子的入射速度v₀和棒的運(yùn)動速度v一定相等

C、若改變B的大小和方向，則粒子仍做勻速直線運(yùn)動

D、若棒以v水平向左勻速運(yùn)動，則粒子仍做勻速直線運(yùn)動

Answer 1

分析：導(dǎo)體棒做切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)右手定則判斷感應(yīng)電動勢的方向，確定M、N兩極板的電性，根據(jù)粒子所受的洛倫茲力與電場力平衡，確定粒子的電性．
根據(jù)粒子所受的洛倫茲力與電場力平衡、板間場強(qiáng)E=

U

d

，U=Bdv，列式求解粒子的入射速度．通過粒子的受力情況，判斷其運(yùn)動情況．

解答：解：A、導(dǎo)體棒做切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)右手定則可知，M板帶正電，N板帶負(fù)電，粒子可以帶正電，也可以帶負(fù)電，都做勻速直線運(yùn)動，故A錯(cuò)誤．
B、導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=Bdv，M、N間的電壓U=E=Bdv．對于粒子，由平衡條件得：q

U

d

=qv₀B，聯(lián)立得v₀=v．故B正確．
C、若改變B的方向，導(dǎo)體棒所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向改變，粒子所受的洛倫茲力和電場力同時(shí)改變，由上分析可知，只要v₀=v，粒子所受的洛倫茲力與電場力仍平衡，仍做勻速直線運(yùn)動．故C正確．
D、若棒以v水平向左勻速運(yùn)動，根據(jù)右手定則可知，N板帶正電，M板帶負(fù)電，粒子所受的洛倫茲力和電場力方向相同，不可能平衡，也就不可能做勻速直線運(yùn)動，故D錯(cuò)誤．
故選BC

點(diǎn)評：本題是電磁感應(yīng)與帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的綜合，關(guān)鍵要分析帶電粒子的受力情況，來分析其運(yùn)動情況．