Question

空间存在相互垂直的匀强电场E和匀强磁场B，其方向如图所示，一带电粒子＋q以初速度垂直于电场和磁场射入，则粒子在场中的运动情况可能是

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A．沿初速度方向做匀速运动

B．在纸平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动

C．在纸平面内做轨迹向下弯曲的匀变速曲线运动

D．初始一段在纸平面内做轨迹向上(或向下)弯曲的非匀变速曲线运动

Answer 1

答案：AD
解析：

思路点拨：首先搞清楚以下几个问题： (1)应根据哪些物理量的关系来判定粒子的运动情况? (2)分析粒子的受力及其特点，判断运动性质并说明理由． (3)若欲使带电粒子在此复合场中做匀速运动，对该粒子的电性、带电量多少、质量大小、入射初速度大小有无限制? 粒子在场中要受到电场力和洛伦兹力作用，其中电场力为方向竖直向下的恒力；洛伦兹力方向与速度方向垂直且在垂直磁场的纸面内，初态时其方向为竖直向上，随速度大小和方向的变化，洛伦兹力也发生变化． 若初态时，电场力和洛伦兹力相等，即qE=Bq，则粒子所受合外力为零，粒子做匀速运动． 若初态时，电场力和洛伦兹力不相等，则粒子所受合外力不为零，方向与初速度方向垂直(竖直向上或竖直向下)，粒子必做曲线运动．比如粒子向下偏转，其速度方向变化，所受洛伦兹力方向改变；同时电场力做正功，粒子动能增加，速度增大，洛伦兹力大小也变化，此时粒子所受合外力大小、方向均变化，则粒子所做曲线运动为非匀变速曲线运动． 小结点评：(1)判断带电粒子在电场和磁场共存区域内的运动形式，要根据其所受合外力的情况和合外力方向与初速度方向的关系来确定． (2)若带电粒子在该复合场中做匀速运动，根据可知，只要入射粒子的初速度，就可以做匀速运动，与粒子的电性、带电量的多少、质量的大小无关．这一点很重要，很多电学仪器的工作原理都涉及到这方面知识，比如离子速度选择器、质谱仪、电磁流量计等．