Question

如圖所示，M、N兩平行金屬板間存在著正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，帶電粒子從O點(diǎn)以速度v沿著和兩板平行的方向射入場區(qū)后，做直線運(yùn)動，經(jīng)過時間t₁飛出場區(qū)；如果兩板間只有電場，粒子仍以原來的速度在O點(diǎn)進(jìn)入電場，經(jīng)過時間t₂飛出電場；如果兩板間只有磁場，粒子仍以原來的速度在O點(diǎn)進(jìn)入磁場后，經(jīng)過時間t₃飛出磁場，則t₁、t₂、t₃之間的大小關(guān)系為（　　）

• A、t₂＞t₁＞t₃
• B、t₁=t₂=t₃
• C、t₁＞t₂＞t₃
• D、t₁=t₂＜t₃

Answer 1

分析：帶電粒子在混合場中做勻速直線運(yùn)動，位移等于板長；在電場中做類平拋運(yùn)動，它的運(yùn)動時間由水平方向的分運(yùn)動決定；在磁場中做圓周運(yùn)動，運(yùn)動時間由弧長與運(yùn)動速率決定．

解答：解：設(shè)極板長度為L，粒子在電場與磁場中做運(yùn)動直線運(yùn)動，運(yùn)動時間為：t₁=

L

V

粒子在電場中做類平拋運(yùn)動，可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動與豎直方向的勻加速運(yùn)動，
運(yùn)動時間由水平分運(yùn)動決定，時間為：t₂=

L

V

=t₁
粒子在磁場中做圓周運(yùn)動，運(yùn)動路程s＞L，洛倫茲力對粒子不做功，速率v不變，運(yùn)動時間為：t₃=

s

v

＞

L

V

=t₁=t₂；
則t₁=t₂＜t₃，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評：知道粒子的運(yùn)性質(zhì)，由運(yùn)動學(xué)公式求出粒子的運(yùn)動時間表達(dá)式，然后比較，即可得出結(jié)論．