Question

如圖所示為一速度選擇器，內(nèi)有一磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向外的勻強磁場，一束粒子流以速度v水平射入，為使粒子流經(jīng)磁場時不偏轉(zhuǎn)（不計重力），則磁場區(qū)域內(nèi)必須同時存在一個勻強電場，關(guān)于這處電場場強大小和方向的說法中，正確的是（ ）
A．大小為，粒子帶正電時，方向向上
B．大小為，粒子帶負電時，方向向上
C．大小為Bv，方向向下，與粒子帶何種電荷無關(guān)
D．大小為Bv，方向向上，與粒子帶何種電荷無關(guān)

Answer 1

【答案】分析：首先根據(jù)粒子做勻速直線運動，可判斷粒子的電場力和洛倫茲力相等，即可得知電場強度和磁場強度的關(guān)系．再分別假設(shè)粒子帶正電或負電，可知電場的方向，并發(fā)現(xiàn)電場的方向與電性無關(guān)．
解答：解：
為使粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，粒子所受到電場力和洛倫茲力是平衡力，即為qvB=qE，所以電場與磁場的關(guān)系為：E=vB，所以選項AB錯誤．假設(shè)粒子帶正電，則受到向下的洛倫茲力，則電場力就應(yīng)向上，電場向上；若粒子帶負電，洛倫茲力向上，電場力向下，電場仍然向上．所以電場力的方向始終向上，與粒子的電性無關(guān)．選項C錯誤，選項D正確．
故選D．
點評：在速度選擇器中，粒子的受力特點：同時受到方向相反的電場力和洛倫茲力作用；
粒子能勻速通過選擇器的條件：電場力和洛倫茲力平衡，即qvB=qE，，只有速度為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，所受的電場力和磁場力方向相同，粒子必定發(fā)生偏轉(zhuǎn)．