Question

如下图所示，在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场，一带电粒子沿x轴正方向进入此区域，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转．不计重力的影响，电场强度E和磁感应强度B的方向可能是

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A．E和B都沿x轴方向

B．E沿y轴正向，B沿z轴正向

C．E沿z轴正向，B沿y轴正向

D．E、B都沿z轴方向

Answer 1

答案：AB
解析：

思路分析：根据试题的描述，带电粒子沿x轴正方向进入电场和磁场区域后，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转，并且重力的影响不计，即粒子一定是沿着与x轴平行的直线方向运动．根据牛顿定律可知，带电粒子所受的电场力和磁场力的合力必须等于零或始终沿x轴方向，否则，粒子就会发生偏转． 　　对于选项A，E和B方向都沿x轴方向．根据电场力的规律，无论带电粒子是带正电还是带负电，粒子所受的电场力一定是沿x轴方向的．根据洛伦兹力的规律，带电粒子沿着磁场的方向运动，不论是带正电的粒子或带负电的粒子，它所受的洛伦兹力都等于零．因此，带电粒子在该匀强电场和匀强磁场中只能沿入射方向做匀加速直线运动或匀减速直线运动，方向都不会发生改变．所以A项中给出的电场方向和磁场方向符合试题题干的要求，是正确选项． 　　同理，对于选项B，无论带电粒子带正电，还是带负电，它在该匀强电场和匀强磁场中所受的电场力和洛伦兹力的方向都是相反的，且沿竖直方向．这样，只要场强的大小E、B满足条件E=vB，那么电场力和洛伦兹力的合力就等于零，从而由牛顿定律可知带电粒子能够沿入射方向做匀速直线运动，方向不会发生偏转．所以，B项中给出的电场方向和磁场方向符合试题题干的要求． 　　对于选项C，带电粒子在该匀强电场和匀强磁场中所受的电场力和洛伦兹力的方向是相同的，因而它们的合力的方向一定沿z轴方向，由牛顿定律可知带电粒子的运动方向一定会发生偏转．所以C项中给出的电场方向和磁场方向不符合试题题干的要求，是错误选项． 　　对于选项D，沿x轴入射的带电粒子在该匀强电场和匀强磁场中所受的电场力和洛伦兹力的方向是相互垂直的，而且都垂直于粒子的入射方向，因此，它们的合力的方向一定不为零，且与入射方向垂直，从而使带电粒子的运动方向发生偏转．所以D项中给出的电场方向和磁场方向不符合试题题干的要求，是错误选项． 规律技巧总结：粒子不发生偏转的条件是：粒子所受的电场力和洛伦兹力平衡或与粒子的运动方向相同，但要考虑多种情况．