Question

一個質子在勻強磁場和勻強電場中運動時，動能保持不變．已知磁場的方向水平向右，如圖所示．則質子的運動方向和電場方向可能是（　　）

A．質子向右運動，電場方向豎直向上

B．質子向右運動，電場方向豎直向下

C．質子向上運動，電場方向垂直于紙面向里

D．質子向上運動，電場方向垂直于紙面向外

Answer 1

分析：動能保持不變說明電場力對粒子不做功，即電場力方向與運動方向始終垂直，則質子必然做勻速直線運動，根據平衡條件判斷即可．

解答：解：A、當質子向右運動時，根據左手定則可知，質子不受洛倫茲力，若電場方向豎直向上，電場力必定對質子做功，動能變化，故A錯誤；
B、同理可知B錯誤；
C、質子向上運動時，根據左手定則可知，洛倫茲力垂直紙面向里，若要電場力對粒子不做功，即電場力方向與運動方向始終垂直，則質子必然做勻速直線運動，所以電場力方向與洛倫茲力方向相反，所以電場方向垂直于紙面向外，故C錯誤，D正確；
故選D

點評：該題考查了帶電粒子在復合場中的運動，明確電場力、洛倫茲力的受力特點，正確進行受力分析是解答這類問題的關鍵．