Question

（2007?揚(yáng)州模擬）如圖甲所示，帶電粒子（不計(jì)重力）以水平向右的初速度v₀先通過有界勻強(qiáng)電場(chǎng)E，后通過有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，再從磁場(chǎng)右邊穿出，此過程中該粒子動(dòng)能的改變量為E₁；若如圖乙所示，將該勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域正交疊加，再讓該粒子以同樣的初速度水平向右穿越疊加場(chǎng)區(qū)而從右邊穿出，此過程中該粒子動(dòng)能的改變量為E₂．比較場(chǎng)強(qiáng)的大小，下列說法中正確的是（　　）

A．一定有E_l＞E₂

B．一定有E_l=E₂

C．一定有E_l＜E₂

D．E₁＞E₂、E_l=E₂、E₁＜E₂都有可能

Answer 1

分析：磁場(chǎng)對(duì)粒子的洛倫茲力不做功，只有電場(chǎng)力對(duì)粒子做功，根據(jù)電場(chǎng)力做功公式W=qEd，d是電場(chǎng)方向上兩點(diǎn)間的距離．粒子在正交的電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不計(jì)重力，則根據(jù)電場(chǎng)力與洛倫茲力的大小，來確定運(yùn)動(dòng)軌跡，從而分析粒子在兩種情況下沿電場(chǎng)方向的距離大小，判斷做功大小．

解答：解：若v₀＜

E

B

，在乙圖中，電場(chǎng)力qE大于洛倫茲力qBv₀，根據(jù)左手定則判斷可知：洛倫茲力有與電場(chǎng)力方向相反的分力；而在甲圖中帶電粒子粒子只受電場(chǎng)力qE，則在甲圖的情況下，粒子沿電場(chǎng)方向的位移較大，電場(chǎng)力做功較多，則動(dòng)能變化較大；
若v₀＞

E

B

，在乙圖中，電場(chǎng)力qE小于洛倫茲力qBv₀，根據(jù)左手定則判斷可知：洛倫茲力有與電場(chǎng)力方向相反的分力；而在甲圖中帶電粒子粒子只受電場(chǎng)力qE，則在甲圖的情況下，粒子沿電場(chǎng)方向的位移較小，電場(chǎng)力做功較少，則動(dòng)能變化較小；
由于不知電場(chǎng)力與洛倫茲力的大小，所以選項(xiàng)A、B、C誤，選項(xiàng)D確．
故選：D

點(diǎn)評(píng)：本題考查了分析物體受力情況的能力和對(duì)電場(chǎng)力做功的理解能力．正確解答本題要抓住洛倫茲力的特點(diǎn)：洛倫茲力方向總與粒子速度方向垂直，總不做功．