Question

如图所示，在竖直虚线MN和M′N′之间区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一带电粒子（不计重力）以初速度v₀由A点垂直MN进入这个区域，带电粒子沿直线运动，并从C点离开场区．如果撤去磁场，该粒子将从B点离开场区；如果撤去电场，该粒子将从D点离开场区．则下列判断正确的是（　　）

• A．该粒子由B、C、D三点离开场区时的动能相同
• B．该粒子由A点运动到B、C、D三点的时间均不相同
• C．匀强电场的场强E与匀强磁场的磁感应强度B之比

  E

  B

  =v0
• D．若该粒子带负电，则电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向外

Answer 1

分析：洛伦兹力不做功，不改变粒子的动能．只有电场时，粒子水平方向做匀速直线运动，可得到时间与水平位移AC的关系；只有磁场时，粒子做匀速圆周运动，可得到时间与弧长的关系，即可比较时间关系．带电粒子进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡．根据左手定则判断磁场的方向．

解答：解：
A、洛伦兹力不做功，不改变粒子的动能，而电场力做正功，粒子的动能增大，则粒子由C、D两点离开场区时的动能相同，小于从B点离开场区的动能．故A错误．
B、粒子在正交的电磁场中与只有电场时运动时间相等，为t₁=

AC

v0

；粒子在磁场中运动时间为t₂=

AD

v0

，由于

AD

＞AC，则知粒子在磁场中运动时间最长．故B错误．
C、带电粒子进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，则  qE=qv₀B，得

E

B

=v0．故C正确．
D、若该粒子带负电，则知电场方向竖直向下，由左手定则判断得知，磁场方向垂直于纸面向里．故D错误．
故选C

点评：本题是带电粒子在电磁场中运动的问题，要加强洛伦兹力不做功的特点、左手定则等基本知识学习，基础题．