题目
a ·d-|||-.0.如图所示,平行板间的匀强电场范围内存在着匀强磁场,带电粒子以速度v0垂直电场从P点射入平行板间,恰好做匀速直线运动,从Q飞出,忽略重力,下列说法正确的是( ) A. 磁场方向垂直纸面向里 B. 磁场方向与带电粒子的符号有关 C. 带电粒子从Q沿QP进入,也能做匀速直线运动 D. 粒子带负电时,以速度v1从P沿PQ射入,从Q′飞出,则v1<v0

- A. 磁场方向垂直纸面向里
- B. 磁场方向与带电粒子的符号有关
- C. 带电粒子从Q沿QP进入,也能做匀速直线运动
- D. 粒子带负电时,以速度v1从P沿PQ射入,从Q′飞出,则v1<v0
题目解答
答案
解:A、假设带电粒子带正电,粒子将受到竖直向下的电场力,所以洛伦兹力应为竖直向上,由左手定则可判断,磁场的方向应垂直于纸面向里。选项A正确。
B、当粒子在正交的电场和磁场的区域内做直线运动时,电场力和洛伦兹力等大且方向相反。改变粒子的电性,其他条件不变的情况下,电场力和洛伦兹力的方向同时改为反向,粒子的合力仍为零。所以磁场方向与带电粒子的正负无关,选项B错误。
C:带电粒子从Q沿QP进入,所受的电场力方向不变,而洛伦兹力方向会变为与电场力相同,此时带电粒子将发生偏转。选项C错误。
D:粒子带负电时,将受到向上的电场力和向下的洛伦兹力,当速度为v0时,电场力和洛伦兹力大小相等;粒子从Q’飞出,可判断洛伦兹力小于电场力,此时的速度要小于v0.选项D正确。
故选:AD。
B、当粒子在正交的电场和磁场的区域内做直线运动时,电场力和洛伦兹力等大且方向相反。改变粒子的电性,其他条件不变的情况下,电场力和洛伦兹力的方向同时改为反向,粒子的合力仍为零。所以磁场方向与带电粒子的正负无关,选项B错误。
C:带电粒子从Q沿QP进入,所受的电场力方向不变,而洛伦兹力方向会变为与电场力相同,此时带电粒子将发生偏转。选项C错误。
D:粒子带负电时,将受到向上的电场力和向下的洛伦兹力,当速度为v0时,电场力和洛伦兹力大小相等;粒子从Q’飞出,可判断洛伦兹力小于电场力,此时的速度要小于v0.选项D正确。
故选:AD。
解析
步骤 1:分析粒子在电场和磁场中的受力情况
带电粒子在电场中受到电场力的作用,方向与电场方向相同或相反,取决于粒子的电性。在磁场中,粒子受到洛伦兹力的作用,方向由左手定则确定,与粒子速度方向垂直,与磁场方向垂直。
步骤 2:确定磁场方向
假设粒子带正电,电场力方向向下,为了使粒子做匀速直线运动,洛伦兹力必须向上,根据左手定则,磁场方向应垂直纸面向里。如果粒子带负电,电场力方向向上,为了使粒子做匀速直线运动,洛伦兹力必须向下,根据左手定则,磁场方向同样垂直纸面向里。因此,磁场方向与带电粒子的符号无关。
步骤 3:分析粒子从Q沿QP进入的情况
如果粒子从Q沿QP进入,电场力方向不变,但洛伦兹力方向会与电场力方向相同,粒子将发生偏转,不能做匀速直线运动。
步骤 4:分析粒子带负电时的情况
如果粒子带负电,以速度v_1从P沿PQ射入,从Q′飞出,说明洛伦兹力小于电场力,此时的速度要小于v_0。
带电粒子在电场中受到电场力的作用,方向与电场方向相同或相反,取决于粒子的电性。在磁场中,粒子受到洛伦兹力的作用,方向由左手定则确定,与粒子速度方向垂直,与磁场方向垂直。
步骤 2:确定磁场方向
假设粒子带正电,电场力方向向下,为了使粒子做匀速直线运动,洛伦兹力必须向上,根据左手定则,磁场方向应垂直纸面向里。如果粒子带负电,电场力方向向上,为了使粒子做匀速直线运动,洛伦兹力必须向下,根据左手定则,磁场方向同样垂直纸面向里。因此,磁场方向与带电粒子的符号无关。
步骤 3:分析粒子从Q沿QP进入的情况
如果粒子从Q沿QP进入,电场力方向不变,但洛伦兹力方向会与电场力方向相同,粒子将发生偏转,不能做匀速直线运动。
步骤 4:分析粒子带负电时的情况
如果粒子带负电,以速度v_1从P沿PQ射入,从Q′飞出,说明洛伦兹力小于电场力,此时的速度要小于v_0。