Question

如圖所示，兩平行金屬板水平放置，開始開關(guān)S合上使平行板電容器帶電．板間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子恰能以水平向右的速度沿直線通過兩板．在以下方法中，能使帶電粒子仍沿水平直線通過兩板的是（　　）

• A、把兩板間距離減小一半，同時(shí)把粒子速率增加一倍
• B、把兩板的距離增大一倍，同時(shí)把板間的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大一倍
• C、把開關(guān)S斷開，兩板的距離增大一倍，同時(shí)把板間的磁感應(yīng)強(qiáng)度減為一半
• D、把開關(guān)S斷開，兩板的距離減小一半，同時(shí)把粒子速率減小一半

Answer 1

分析：帶電粒子受電場力和洛倫茲力處于平衡狀態(tài)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，改變電場和磁場后若仍能使帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，仍要使電場力和洛倫茲力平衡，解答的關(guān)鍵是明確電容器通電和斷電兩種狀態(tài)下，電場強(qiáng)度和極板之間距離以及正對面積的關(guān)系．

解答：解：A、電容器處于通電狀態(tài)，把兩板間距離減小一倍，由E=

U

d

可知，電場強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼亩�倍，根�?jù)Eq=qvB可知，要使粒子勻速通過，速率應(yīng)該增加一倍，故A正確；
B、電容器處于通電狀態(tài)，把兩板間距離增大一倍，由E=

U

d

可知，電場強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼亩�分之一，根�?jù)Eq=qvB可知，要使粒子勻速通過，磁場應(yīng)該減小一倍，故B正確；
C、D、如果把開關(guān)S斷開，無論增大還是減小極板之間的距離，兩極板之間的電場強(qiáng)度不變，因此根據(jù)Eq=qvB可知，要使粒子勻速通過，磁場強(qiáng)度和速度大小應(yīng)不變，故CD錯(cuò)誤．
故選：A．

點(diǎn)評：處理電容器的動(dòng)態(tài)分析關(guān)鍵抓住不變量．若電容器與電源斷開，電量保持不變；若電容器始終與電源相連，電容器兩端間的電勢差保持不變．