问题
选择题
如图所示,PQ是空间位置固定的两个电荷量相等的异种电荷,它们的连线中点为O,MN是中垂线,两电荷连线与中垂线在纸平面内,在垂直纸面方向有一磁场,中垂线上一不计重力的带正电粒子以初速度v0保持沿中垂线运动,则( )
A.磁场的方向垂直纸面向外
B.带电粒子做匀速直线运动,所受洛仑兹力的大小不变
C.带电粒子做匀速直线运动,所受洛仑兹力的大小改变
D.带电粒子做变速直线运动,所受洛仑兹力的大小改变

答案
A、在等量异种电荷连线的中垂线上电场的方向相同,都垂直于MN向下,带电粒子所受的电场力也垂直于MN向下.要使带电粒子以初速度v0保持沿中垂线运动,洛伦兹力方向必须与电场力方向相反,即垂直于MN向上,根据左手定则判断得知,磁场方向垂直纸面向里.故A错误.
B、C、D洛伦兹力公式f=qvB,f与速率成正比.要使带电粒子以初速度v0保持沿中垂线运动,带电粒子必做匀速直线运动,且电场力与洛伦兹力平衡,则有:f=qE,由于场强E是改变的,故洛伦兹力f的大小也必须改变.故BD错误,C正确.
故选C