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地球是一个带负电的导体,大地表面附近的电场可认为是匀强电场,其方向竖直向下;同时地球又是一个磁体,其磁场的分布如图所示,设地球赤道附近的磁场为是匀强磁场,方向沿水平方向由南向北.已知在赤道上空点(距地面较近)有一带负电的微粒,当有自东向西的速度时,在重力,电场力,磁场力作用下恰好能做匀速直线运动,则下列说法中正确的是( )

A、若在有自西向东相同的速率,则做匀速直线运动
B、若在有向西南方向的相同速率,则一定不做匀速直线运动
C、若让电量加倍,且在仍有自东向西的相同速率,则仍做匀速直线运动
D、若点有竖直向下的相同速率,且运动到地面,则到地面时与点相比,动能增大,机械能减少
  • 试题详解
  • 解题思路:
    根据左手定则判断出洛伦兹力的方向,根据对粒子的受力分析来判定物体的运动情况.
  • 解答过程:
    解:当有自东向西的速度时,在重力,电场力,磁场力作用下恰好能做匀速直线运动,得:
    ,在有自西向东相同的速率,则的受力为:,粒子的合力方向向下,物体不做匀速直线运动.故错误;
    ,在有向西南方向的相同速率,则的受力:,粒子的合力方向向下,物体不做匀速直线运动.故正确;
    ,让电量加倍,且在仍有自东向西的相同速率,则的受力为:,粒子的合力方向向上,物体不做匀速直线运动.故错误;
    ,点运动到地面,则到地面的过程中,重力做正功,电场力做负功,由的方向可得:所以物体的总功大于,的动能增大;电场力做负功,的机械能减小.故正确.
    故选:
  • 试题点评:
    该题中,当粒子运动的方向不同时,洛伦兹力的方向不同,所以物体的合力发生变化,所以正确判断出洛伦兹力的方向是解题的关键.
  • 动态知识树
    高中物理 -> 电磁学 -> 磁场 -> 地磁场 -> 洛仑兹力
  • 题目来源

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