Question

2．如图所示，MNPQ是纸面内的一个长、宽之比为2：1的矩形，矩形内（包含边界）只存在与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场．现有一重力不计的带电粒子从M点沿MQ方向以初速度V₀射入场区，则下列有关判断正确的是（　　）

• A． 如果粒子从PN边射出场区，则矩形内存在的一定是电场
• B． 如果粒子射出的速度大小不变，则矩形内存在的一定是磁场
• C． 如果粒子再回到MN上（不包括M点）时的速度大小与初速度大小相等，则矩形内存在的一定是磁场
• D． 若增加粒子的速度大小，发现粒子射出场区的时间变长，则矩形内存在的一定是磁场

Answer 1

分析 洛伦兹力不做功，电场力可以做功；粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，在电场中做类似抛体运动或往返运动，结合它们运动的特点与规律即可正确解答．

解答 解：A、若MNPQ的区域是磁场，粒子在磁场中做匀速圆周运动，则最大半径等于MQ=$\frac{1}{2}$MN，不可能从PN边射出场区；所以如果粒子从PN边射出场区，则矩形内存在的一定是电场，故A正确；
B、若带电粒子以与电场线平行的速度v₀射入，受到的电场力的方向与初速度的方向相反，则粒子返回M点的速率不变，故B错误；
C、由于洛伦兹力不做功，如果粒子再回到MN上（不包括M点）时的速度大小与初速度大小相等，则矩形内存在的一定是磁场，故C正确；
D、由T=$\frac{2πm}{qB}$知，粒子在磁场中运动的时间与速率无关；故时间改变一定是电场；故D错误；
故选：AC．

点评 本题关键是分电场和磁场两种情况进行分析讨论，抓住匀速圆周运动模型和平抛运动或直线运动模型进行分析讨论．