Question

如圖所示，帶電平行金屬板相互正對(duì)水平放置，兩板間存在著方向與電場(chǎng)方向正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．帶電液滴a沿垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，在它正前方有一個(gè)靜止的帶電液滴b，己知液滴a與液滴b的質(zhì)量相同，電性相同．帶電液滴a與帶電液滴b正碰后復(fù)合在一起形成帶電液滴c．由于液滴a的速度很大，因此液滴a和b碰撞復(fù)合成液滴c的時(shí)間極短，且液滴a和c間的靜電力對(duì)它們運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響可忽略不計(jì)，則（　　）

• A、液滴a與液滴b的電荷量可能相同
• B、液滴C在場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)其電勢(shì)能不變
• C、液滴C可能做直線運(yùn)動(dòng)
• D、液滴C一定做曲線運(yùn)動(dòng)

Answer 1

分析：帶電液滴a進(jìn)入平行板間后做直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)帶電液滴a進(jìn)行受力分析得，帶電液滴a共受到三個(gè)力作用：恒定的重力G與恒定的電場(chǎng)力F、及洛倫茲力f平衡，這三個(gè)力都在豎直方向，在水平直線上運(yùn)動(dòng)，所以可以判斷出帶電液滴a受到的合力一定是零，即帶電液滴a一定是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，而帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài)，電場(chǎng)力與重力相平衡，當(dāng)碰撞后，滿足動(dòng)量守恒，從而得出速度的關(guān)系，但電量增大，導(dǎo)致洛倫茲力大小減小，而重力的大小增加，因而根據(jù)牛頓第二定律，即可確定運(yùn)動(dòng)方向，由電場(chǎng)力的方向與運(yùn)動(dòng)方向，從而確定電場(chǎng)力做功的正負(fù)．

解答：解：A、根據(jù)題意分析得：帶電液滴a進(jìn)入平行板間后做直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)其進(jìn)行受力分析得，共受到三個(gè)力作用：恒定的重力G、恒定的電場(chǎng)力F、洛倫茲力f，這三個(gè)力都在豎直方向上，帶電液滴在水平直線上運(yùn)動(dòng)，所以可以判斷出帶電液滴受到的合力一定是零，即帶電液滴一定是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力和電場(chǎng)力同向，故都向上，而帶電液滴b處于靜止?fàn)顟B(tài)，則有電場(chǎng)力等于重力，所以液滴a與液滴b的電荷量不可能相同，故A錯(cuò)誤；
BCD、當(dāng)帶電液滴a與液滴b發(fā)生正碰后，根據(jù)動(dòng)量守恒，則有碰后速度變?yōu)樵瓉硪话耄�因液滴a的電量小于液滴b的電量，雖液滴c電量增加，但沒有達(dá)到原來2倍，而速度減小為原來一半，則洛倫茲力沒能增大原來2倍，同理電場(chǎng)力也沒能增大原來的2倍，而重力卻增加原來2倍，因此帶電液滴C將向下偏轉(zhuǎn)，做曲線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能減小，故D正確，BC錯(cuò)誤；
故選：D．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵先分析出小球受力平衡，然后再考慮洛侖茲力變化后的運(yùn)動(dòng)情況，同時(shí)要結(jié)合力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系分析求解，注意曲線運(yùn)動(dòng)的條件．