Question

如圖所示為一速度選擇器，內(nèi)有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束粒子流以速度v水平射入，為使粒子流經(jīng)磁場(chǎng)時(shí)不偏轉(zhuǎn)（不計(jì)重力），則磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)必須同時(shí)存在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，關(guān)于這處電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向的說(shuō)法中，正確的是（　�。�

• A．大小為

  B

  v

  ，粒子帶正電時(shí)，方向向上
• B．大小為

  B

  v

  ，粒子帶負(fù)電時(shí)，方向向上
• C．大小為Bv，方向向下，與粒子帶何種電荷無(wú)關(guān)
• D．大小為Bv，方向向上，與粒子帶何種電荷無(wú)關(guān)

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．再分別假設(shè)粒子帶正電或負(fù)電，可知電場(chǎng)的方向，并發(fā)現(xiàn)電場(chǎng)的方向與電性無(wú)關(guān)．

解答：解：
為使粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，粒子所受到電場(chǎng)力和洛倫茲力是平衡力，即為qvB=qE，所以電場(chǎng)與磁場(chǎng)的關(guān)系為：E=vB，所以選項(xiàng)AB錯(cuò)誤．假設(shè)粒子帶正電，則受到向下的洛倫茲力，則電場(chǎng)力就應(yīng)向上，電場(chǎng)向上；若粒子帶負(fù)電，洛倫茲力向上，電場(chǎng)力向下，電場(chǎng)仍然向上．所以電場(chǎng)力的方向始終向上，與粒子的電性無(wú)關(guān)．選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．
故選D．

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(guò)選擇器的條件：電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，即qvB=qE，v=

E

B

，只有速度為

E

B

的粒子才能沿直線勻速通過(guò)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)．