Question

17．如圖所示為速度選擇器，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)互相垂直．一電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子（不計(jì)重力）以速度v水平向右射入，粒子恰沿直線穿過，則下列說法正確的是（　�。�

• A． 若帶電粒子所帶的電荷量為+2q，粒子將向下偏轉(zhuǎn)
• B． 若帶電粒子所帶的電荷量為-2q，粒子仍能沿直線穿過
• C． 若帶電粒子的速度為2v，且粒子不與極板相碰，則從右側(cè)射出時(shí)電勢(shì)能一定減小
• D． 若帶電粒子從右側(cè)水平射入，粒子仍能沿直線穿過

Answer 1

分析 首先根據(jù)粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可判斷粒子的電場(chǎng)力和洛倫茲力相等，即可得知電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系．

解答 解：A、粒子恰沿直線穿過，電場(chǎng)力和洛倫茲力均垂直于速度，故合力為零，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
根據(jù)平衡條件，有：
qvB=qE
解得：
v=$\frac{E}{B}$
只要粒子速度為$\frac{E}{B}$，就能沿直線勻速通過選擇器；
若帶電粒子帶電量為+2q，速度不變，仍然沿直線勻速通過選擇器；故A錯(cuò)誤；
B、若帶電粒子帶電量為-2q，只要粒子速度為$\frac{E}{B}$，電場(chǎng)力與洛倫茲力仍然平衡，仍然沿直線勻速通過選擇器；故B正確；
C、若帶電粒子速度為2v，電場(chǎng)力不變，洛倫茲力變?yōu)?倍，故會(huì)偏轉(zhuǎn)，克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能增加；故C錯(cuò)誤；
D、若帶電粒子從右側(cè)水平射入，電場(chǎng)力方向不變，洛倫茲力方向反向，故粒子一定偏轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤；
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 在速度選擇器中，粒子的受力特點(diǎn)：同時(shí)受到方向相反的電場(chǎng)力和洛倫茲力作用；粒子能勻速通過選擇器的條件：電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，即qvB=qE，v=$\frac{E}{B}$，只有速度為$\frac{E}{B}$的粒子才能沿直線勻速通過選擇器；若粒子從反方向射入選擇器，所受的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力方向相同，粒子必定發(fā)生偏轉(zhuǎn)．