地面附近水平虚线MN的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度为E,磁感应强度为B,如图所示.一带电微粒自...
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地面附近水平虚线MN的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度为E,磁感应强度为B,如图所示.一带电微粒自距MN为h的高处由静止下落.从P点进入场区,沿半圆圆弧POQ运动,经圆弧的最低点O从Q点*出.重力加速度为g,忽略空气阻力的影响.下列说法中错误的是( )
A.从P点运动到O点的过程中,微粒的电势能与重力势能之和越来越小
B.微粒进入场区后受到的电场力的方向一定竖直向上
C.从P点运动到Q点的过程中,微粒的电势能先增大后减小
D.微粒进入场区后做圆周运动,半径为
【回答】
考点:电势能;向心力.
分析:带电微粒进入正交的匀强电场和匀强磁场中,受到重力、电场力和洛伦兹力而做匀速圆周运动,可知电场力与重力平衡.由洛伦兹力提供向心力,可求出微粒做圆周运动的半径.根据电场力做功正负,判断电势能的变化和机械能的变化.
解答: 解:A、微粒从P点运动到O点的过程中做匀速圆周运动,电势能、动能、重力势能之和一定,动能不变,则知微粒的电势能和重力势能之和一定.故A错误.
B、由题,带电微粒进入正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动,电场力与重力必定平衡,则微粒受到的电场力的方向一定竖直向上.故B正确;
C、从P点运动到Q点的过程中,电场力先做负功后做正功,则其电势能先增大后减小.故C正确;
D、由上则有:
mg=qE ①
由洛伦兹力提供向心力,则有:
qvB=m ②
又v= ③
联立三式得,微粒做圆周运动的半径为:
r=.故D正确;
本题选错误的,故选:A.
点评:本题解题关键是分析微粒做匀速圆周运动的受力情况,根据合力提供向心力进行判断.
知识点:向心力
题型:选择题
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