Question

如圖所示，在豎直虛線MN和M′N′之間區域內存在著相互垂直的勻強電場和勻強磁場，一帶電粒子（不計重力）以初速度v₀由A點垂直MN進入這個區域，帶電粒子沿直線運動，并從C點離開場區．如果撤去磁場，該粒子將從B點離開場區；如果撤去電場，該粒子將從D點離開場區．則下列判斷正確的是（　　）

• A．該粒子由B、C、D三點離開場區時的動能相同
• B．該粒子由A點運動到B、C、D三點的時間均不相同
• C．勻強電場的場強E與勻強磁場的磁感應強度B之比

  E

  B

  =v0
• D．若該粒子帶負電，則電場方向豎直向下，磁場方向垂直于紙面向外

Answer 1

分析：洛倫茲力不做功，不改變粒子的動能．只有電場時，粒子水平方向做勻速直線運動，可得到時間與水平位移AC的關系；只有磁場時，粒子做勻速圓周運動，可得到時間與弧長的關系，即可比較時間關系．帶電粒子進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場做勻速直線運動，電場力與洛倫茲力平衡．根據左手定則判斷磁場的方向．

解答：解：
A、洛倫茲力不做功，不改變粒子的動能，而電場力做正功，粒子的動能增大，則粒子由C、D兩點離開場區時的動能相同，小于從B點離開場區的動能．故A錯誤．
B、粒子在正交的電磁場中與只有電場時運動時間相等，為t₁=

AC

v0

；粒子在磁場中運動時間為t₂=

AD

v0

，由于

AD

＞AC，則知粒子在磁場中運動時間最長．故B錯誤．
C、帶電粒子進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場做勻速直線運動，電場力與洛倫茲力平衡，則  qE=qv₀B，得

E

B

=v0．故C正確．
D、若該粒子帶負電，則知電場方向豎直向下，由左手定則判斷得知，磁場方向垂直于紙面向里．故D錯誤．
故選C

點評：本題是帶電粒子在電磁場中運動的問題，要加強洛倫茲力不做功的特點、左手定則等基本知識學習，基礎題．