Question

如圖所示，勻強電場和勻強磁場相互垂直，現有一束帶電粒子（不計重力），以速度v₀沿圖示方向恰能直線穿過，正確的分析是（　　）

• A、如果讓平行板電容器左極板為正極，則帶電粒子必須從下向上以v₀進入該區域才能沿直線穿過
• B、如果帶電粒子以大于v₀的速度沿v₀方向射入該區域時，其電勢能越來越小
• C、如果帶負電粒子速度小于v₀，仍沿v₀方向射入該區域時，其電勢能越來越大
• D、無論帶正電還是帶負電的粒子，若從下向上以速度v₀進入該區域時，其動能都一定增加

Answer 1

分析：粒子以速度v₀沿圖示方向恰能沿著直線穿過，電場力與洛倫茲力二力必須平衡，不做功，粒子做勻速直線運動，根據平衡條件、左手定則和動能定理分析即可．

解答：解：A、粒子從下向上以v₀恰能沿著直線穿過，做勻速直線運動，電場力與洛倫茲力二力必須平衡，若電容器左極板為正極，粒子帶正電，電場力方向向右，則洛倫茲力方向必須向左，根據左手定則判斷可知：帶電粒子的速度方向必須從下向上，同理，若帶電粒子帶負電，速度方向也必須從下向上，故A正確；
B、如果帶電粒子以大于v₀的速度沿v₀方向射入該區域時，若帶電粒子帶正電，由左手定則判斷可知，洛倫茲力方向向右，電場力不變，洛倫茲力增大，粒子向左偏轉，電場力做負功，電勢能增大；相反，若帶電粒子帶負電，由左手定則判斷可知，洛倫茲力方向向左，電場力不變，洛倫茲力增大，粒子向左偏轉，電場力做負功，電勢能增大；故B錯誤．
C、如果帶負電粒子以小于v₀的速度射入該區域時，洛倫茲力小于電場力，故向電場力方向偏轉，電場力做正功，故電勢能減小，故C錯誤；
D、若從下向上以速度v₀進入該區域時，洛倫茲力變的與電場力同向，故向電場力方向偏轉，電場力做正功，電勢能減小，動能增加，故D正確；
故選：AD．

點評：本題是速度選擇器的原理問題，當粒子勻速穿過時，洛倫茲力和電場力平衡，當做曲線運動時，根據動能定理分析．