Question

如圖甲所示，帶電粒子（不計重力）以水平向右的初速度v先通過有界勻強電場E，后通過有界勻強磁場B，再從磁場右邊穿出，此過程中該粒子動能的改變量為E₁；若如圖乙所示，將該勻強電場和勻強磁場區域正交疊加，再讓該粒子以同樣的初速度水平向右穿越疊加場區而從右邊穿出，此過程中該粒子動能的改變量為E₂．比較場強的大小，下列說法中正確的是（ ）

A．一定有E_l＞E₂
B．一定有E_l=E₂
C．一定有E_l＜E₂
D．E₁＞E₂、E_l=E₂、E₁＜E₂都有可能

Answer 1

【答案】分析：磁場對粒子的洛倫茲力不做功，只有電場力對粒子做功，根據電場力做功公式W=qEd，d是電場方向上兩點間的距離．粒子在正交的電磁場中運動時，不計重力，則根據電場力與洛倫茲力的大小，來確定運動軌跡，從而分析粒子在兩種情況下沿電場方向的距離大小，判斷做功大小．
解答：解：若v＜，在乙圖中，電場力qE大于洛倫茲力qBv，根據左手定則判斷可知：洛倫茲力有與電場力方向相反的分力；而在甲圖中帶電粒子粒子只受電場力qE，則在甲圖的情況下，粒子沿電場方向的位移較大，電場力做功較多，則動能變化較大；
若v＞，在乙圖中，電場力qE小于洛倫茲力qBv，根據左手定則判斷可知：洛倫茲力有與電場力方向相反的分力；而在甲圖中帶電粒子粒子只受電場力qE，則在甲圖的情況下，粒子沿電場方向的位移較小，電場力做功較少，則動能變化較小；
由于不知電場力與洛倫茲力的大小，所以選項A、B、C誤，選項D確．
故選：D
點評：本題考查了分析物體受力情況的能力和對電場力做功的理解能力．正確解答本題要抓住洛倫茲力的特點：洛倫茲力方向總與粒子速度方向垂直，總不做功．