如图所示,相距为d的水平金属板M、N的左侧有一对竖直金属板P、Q,板P上的小孔S正对板Q上的小孔O.M、N间有垂直纸面向里的匀强磁场,在小孔S处有一带电的负粒子,其重力和初速不计.当变阻器的滑动触头在AB的中点时,粒子恰能在M、N间做直线运动.当滑动变阻器滑片滑到A点后,则 ( )
A.粒子在M、N间运动的过程中.动能将减小
B.粒子在M、N间运动的过程中,动能将增大
C.粒子在M、N间将做圆周运动
D.粒于在M、N间运动的过程中.电势能将不断增大
答案:A
考查知识点:本题结合电路知识,综合考察了带电粒子在电场、在复合场中的运动问题。
思路分析:解决此类问题要明确:电场力可对带电粒子做功,洛伦兹力对带点粒子不做功。
具体解答过程:通过读题和分析电路图弄清已知条件,并逐步求解:①带点粒子重力不计,初速度为零,且带负电;②Q、M极板带正电,设PQ间的极板电压为,MN间的极板间电压为
,滑动变阻器与平行板MN并联的电阻阻值为
,则
,
,负粒子在PQ极板间匀加速直线运动,设从O点射出的速度为
,由动能定理知
,当变阻器的滑动触头在AB的中点时,在MN间受到的洛伦兹力为
,带点粒子做匀速直线运动;③当滑动变阻器滑片滑到A点后,
减小,
不变,
变小。故,从O点射出的速度为
保持不变,
,粒子偏向N,洛伦兹力不做功,电场力做负功,动能减小。
试题点评:本题难度属于中等,带点粒子在匀强电场中可做两种运动,一是当初速度为零或与电场方向在同一直线时,带电粒子做匀变速直线运动;二是当初速度电场方向不在同一直线时,带电粒子在电场力作用下做平抛运动。带点粒子在复合场中的运动,要依据受力分析及力对物体运动状态的影响等知识综合分析。