Question

7．如图所示，为速度选择器，内有一磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流以速度v水平射入，为使粒子流经磁场时不偏转（不重力），则磁场区域内必须存在一个匀强电场，关于这个电场场强大小和方向的说法正确的是（　　）

• A． 大小为$\frac{B}{v}$，粒子带负电时，方向向上
• B． 大小为$\frac{B}{v}$，粒子带正电时，方向向上
• C． 大小为Bv，方向向下，与粒子带电多少有关
• D． 大小为Bv，方向向上，与粒子带何种电荷无关

Answer 1

分析 首先根据粒子做匀速直线运动，可判断粒子的电场力和洛伦兹力相等，即可得知电场强度和磁场强度的关系．再分别假设粒子带正电或负电，可知电场的方向，并发现电场的方向与电性无关．

解答 解：
为使粒子不发生偏转，粒子所受到电场力和洛伦兹力是平衡力，即为qvB=qE，所以电场与磁场的关系为：E=vB，粒子带正电，则受到向下的洛伦兹力，则电场力就应向上，电场向上，
若离子带负电，洛伦兹力向上，电场力向下，电场仍然向上．所以电场力的方向始终向上，与粒子的电性无关，故D正确，ABC错误，
故选：D．

点评 在速度选择器中，粒子的受力特点：同时受到方向相反的电场力和洛伦兹力作用；
粒子能匀速通过选择器的条件：电场力和洛伦兹力平衡，即qvB=qE，v=$\frac{E}{B}$，只有速度为$\frac{E}{B}$的粒子才能沿直线匀速通过选择器．