Question

3．一重力不计的带负电粒子具有水平向右的速度v，第一次，让它先穿过有理想边界的匀强电场E，后穿过有理想边界的匀强磁场B，如图甲所示，在此过程中电场对该粒子做功为W₁；第二次，把原来的匀强电场和匀强磁场的正交叠加，再让该粒子仍以原来的初速度v（v＜$\frac{E}{B}$）穿过叠加场区，在此过程中，电场力对粒子做功为W₂，则（　　）

• A． W₁=W₂
• B． W₁＜W₂
• C． W₁＞W₂
• D． 无法比较W₁ W₂的大小

Answer 1

分析 磁场对粒子的洛伦兹力不做功，只有电场力对粒子做功，根据电场力做功公式W=qEd，d是电场方向上两点间的距离．粒子在正交的电磁场中运动时，由题v＜$\frac{E}{B}$，不计重力，qBv＜qE，而在电场中只受电场力qE，分析粒子在两种情况下沿电场方向的距离大小，判断做功大小．

解答 解：在乙图中，由于v＜$\frac{E}{B}$，电场力qE大于洛伦兹力qBv，根据左手定则判断可知：洛伦兹力有与电场力方向相反的分力；而在甲图中带电粒子粒子只受电场力qE，则在甲图的情况下，粒子沿电场方向的位移较大，电场力做功较多，所以选项ABD错误，选项C正确．
故选：C．

点评 本题考查了分析物体受力情况的能力和对电场力做功的理解能力．正确解答本题要抓住洛伦兹力的特点：洛伦兹力方向总与粒子速度方向垂直，总不做功．