Question

一重力不计的带电粒子以水平初速度v₀(v₀＜)先后穿过宽度相同且紧邻在一起的有明显竖直边界的匀强电场E和匀强磁场B，如图甲所示，电场和磁场对粒子总共做功W₁；若把电场和磁场叠加且边界重合，如图乙所示，该粒子仍以水平初速度v₀穿过叠加场区，电场和磁场对粒子总共做功W₂，比较W₁、W₂的大小(    )

A.一定是W₁＝W₂                         B.一定是W₁＞W₂

C.一定是W₁＜W₂                         D.可能是W₁＞W₂，也可能是W₁＜W₂

Answer 1

B

解析：当带电粒子在图甲所示的电磁场中运动时，只有电场力对它做功。在匀强电场中的运动为类平抛运动，竖直方向的偏转位移为y₁，则W₁＝Eqy₁；在匀强磁场中，带电粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，洛伦兹力对它不做功。

当带电粒子在图乙所示的电磁场中运动时，由于v₀＜，则带电粒子所受的电场力Eq大于带电粒子所受的洛伦兹力qv₀B，且方向相反，故带电粒子在竖直方向的偏转位移y₂＜y₁，磁场对带电粒子不做功，电场对带电粒子所做的功为W₂＝Eqy₂，故W₁＞W₂。