11.如圖所示,某一真空室內(nèi)充滿豎直向下的勻強(qiáng)電場E,在豎直平面內(nèi)建立坐標(biāo)系xOy,在y<0的空間里有與場強(qiáng)E垂直的勻強(qiáng)磁場B,在y>0的空間內(nèi),將一質(zhì)量為m的帶電液滴(可視為質(zhì)點(diǎn))自由釋放,此液滴則沿y軸的負(fù)方向,以加速度a=2g(g為重力加速度)做勻加速直線運(yùn)動,當(dāng)液滴運(yùn)動到坐標(biāo)原點(diǎn)時,被安置在原點(diǎn)的一個裝置瞬間改變了帶電性質(zhì)(液滴所帶電荷量和質(zhì)量均不變),隨后液滴進(jìn)入y<0的空間運(yùn)動.液滴在y<0的空間內(nèi)的運(yùn)動過程中( 。
A.重力勢能在不斷減小B.液滴一定帶正電
C.動能不斷增大D.動能保持不變

分析 帶電粒子僅在電場與重力場作用下,做勻加速直線運(yùn)動.根據(jù)牛頓第二定律可知,電場力與重力的關(guān)系;當(dāng)進(jìn)入磁場前,由于電性的改變,導(dǎo)致電場力與重力平衡,從而僅由洛倫茲力提供向心力,使其做勻速圓周運(yùn)動.因此即可求解.

解答 解:A、帶電粒子在電場與重力場作用下,由牛頓第二定律可得:qE+mg=ma=m•2g,故qE=mg;
當(dāng)帶電粒子進(jìn)入磁場時,由于電場力與重力方向相反,處于平衡.而洛倫茲力提供向心力,做勻速圓周運(yùn)動;所以重力勢能先減小后增大,故A錯誤;
B、電場力向上,與場強(qiáng)方向相反,故粒子帶負(fù)電荷,故B錯誤;
C、D、由于電場力先作負(fù)功后做正功,所以電勢能先增大后減;由于做勻速圓周運(yùn)動,則速度的大小不變,則動能不變,故C錯誤,D正確;
故選:D

點(diǎn)評 考查帶電粒子在不同場的受力分析,并根據(jù)牛頓第二定律來確定其運(yùn)動狀態(tài).同時涉及到電場力、重力與洛倫茲力等基本知識.

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