Question

空間存在相互垂直的勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場B，其方向如圖所示，一帶電粒子＋q以初速度垂直于電場和磁場射入，則粒子在場中的運(yùn)動情況可能是

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A．沿初速度方向做勻速運(yùn)動

B．在紙平面內(nèi)沿逆時針方向做勻速圓周運(yùn)動

C．在紙平面內(nèi)做軌跡向下彎曲的勻變速曲線運(yùn)動

D．初始一段在紙平面內(nèi)做軌跡向上(或向下)彎曲的非勻變速曲線運(yùn)動

Answer 1

答案：AD
解析：

思路點(diǎn)撥：首先搞清楚以下幾個問題： (1)應(yīng)根據(jù)哪些物理量的關(guān)系來判定粒子的運(yùn)動情況? (2)分析粒子的受力及其特點(diǎn)，判斷運(yùn)動性質(zhì)并說明理由． (3)若欲使帶電粒子在此復(fù)合場中做勻速運(yùn)動，對該粒子的電性、帶電量多少、質(zhì)量大小、入射初速度大小有無限制? 粒子在場中要受到電場力和洛倫茲力作用，其中電場力為方向豎直向下的恒力；洛倫茲力方向與速度方向垂直且在垂直磁場的紙面內(nèi)，初態(tài)時其方向為豎直向上，隨速度大小和方向的變化，洛倫茲力也發(fā)生變化． 若初態(tài)時，電場力和洛倫茲力相等，即qE=Bq，則粒子所受合外力為零，粒子做勻速運(yùn)動． 若初態(tài)時，電場力和洛倫茲力不相等，則粒子所受合外力不為零，方向與初速度方向垂直(豎直向上或豎直向下)，粒子必做曲線運(yùn)動．比如粒子向下偏轉(zhuǎn)，其速度方向變化，所受洛倫茲力方向改變；同時電場力做正功，粒子動能增加，速度增大，洛倫茲力大小也變化，此時粒子所受合外力大小、方向均變化，則粒子所做曲線運(yùn)動為非勻變速曲線運(yùn)動． 小結(jié)點(diǎn)評：(1)判斷帶電粒子在電場和磁場共存區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動形式，要根據(jù)其所受合外力的情況和合外力方向與初速度方向的關(guān)系來確定． (2)若帶電粒子在該復(fù)合場中做勻速運(yùn)動，根據(jù)可知，只要入射粒子的初速度，就可以做勻速運(yùn)動，與粒子的電性、帶電量的多少、質(zhì)量的大小無關(guān)．這一點(diǎn)很重要，很多電學(xué)儀器的工作原理都涉及到這方面知識，比如離子速度選擇器、質(zhì)譜儀、電磁流量計等．