Question

竖直放置的平行板电容器，A板接电源正极，B板接负极，在电容器中加匀强磁场，磁场方向与电场方向垂直，在图中垂直纸面向里、从A板中点C的小孔入射一批带正电的微粒，入射的速度大小，方向各不相同（入射速度方向与电场方向夹角小于90°），考虑微粒受重力，微粒在平行板AB间的运动过程中（ ）
A．所有微粒的动能都将增加
B．所有微粒的机械能都将不变
C．有的微粒可能做匀速圆周运动
D．有的微粒可能做匀速直线运动

Answer

电荷向上偏转，则电场力做正功，重力做负功，如果合外力做负功物体的动能减小；如果除重力和弹簧的弹力之外有其它力做功，则系统的机械能不守恒；如果粒子所受合外力等于0，则微粒作匀速直线运动；在复合场中微粒做匀速圆周运动的条件是洛伦兹力提供向心力，其它力的矢量和为0．
【解析】
微粒在从A板运动到B板的过程中受到重力，电场力和洛伦兹力，其中洛伦兹力方向与速度方向始终垂直，故洛伦兹力不做功．
A、如果电荷向上偏转，则电场力做正功，重力做负功，如果电荷克服重力所做的功大于电场力所做的功，即合外力做负功，根据动能定理可知，物体的动能减小，故A错误；
B、由于在电荷运动过程中电场力始终做正功，故电荷的机械能始终增加，故B错误；
C、如果微粒所受的重力等于电场力，则该微粒做匀速圆周运动，而重力方向竖直向下，电场力方向方向水平向右，故重力不可能等于电场力，故微粒不可能做匀速圆周运动，故C错误；
D、由题意可知正电荷若初速度方向沿右上方，则洛伦兹力的方向沿左上方，故如果洛伦兹力在水平方向的分量等于电场力，洛伦兹力在竖直方向的分量等于重力，则微粒作匀速直线运动，故D正确．
故选D．