Question

如图所示的平行板金属板中，有相互正交的电磁场，场强分别为E和B．具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同．这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器．已知带电粒子具有速度v0=

E

B

时，才能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器．现有一个带负电的粒子以速度v（v＜v₀）沿虚线方向射入，并从右端射出，则以下说法正确的是（　　）

A．粒子将在虚线上端某点射出场区

B．粒子将在虚线下端某点射出场区

C．粒子射出场区时，动能增加，电势能减少

D．粒子射出场区时，动能减少，电势能增加

Answer 1

分析：当速度为v₀时，电场力和洛伦兹力平衡，速度小于v₀时，粒子受到的电场力要大于磁场力，粒子将向电场力方向偏转，从而可判断AB的正误．粒子在偏转的过程中，洛伦兹力不做功，电场力做正功，电势能转化为机械能，所以电势能减小，动能增加．从而可判断CD的正误．

解答：解：
带负电的粒子进入正交的匀强电场和匀强磁场中，粒子受到向上的电场力和向下的洛伦兹力作用，当速度v0=

E

B

，粒子受到的电场力和磁场力平衡，现在是v＜v₀，有qE＞qvB，粒子将向上偏转．所以选项A正确，选项B错误．
粒子向上偏转的过程中，电场力做正功，洛伦兹力不做功，所以电势能减少，动能增加．选项C正确，D错误．
故选AC．

点评：在速度选择器中，粒子的受力特点：同时受到方向相反的电场力和洛伦兹力作用；
粒子能匀速通过选择器的条件：电场力和洛伦兹力平衡，即qvB=qE，v=

E

B

，只有速度为

E

B

的粒子才能沿直线匀速通过选择器．
若粒子受到的电场力和磁场力不平衡时，粒子将发生偏转：电场力大于洛伦兹力时，粒子向电场力方向偏转，此时电场力做正功，电势能转化为动能，电场力小于洛伦兹力时，粒子将向洛伦兹力反向偏转，电场力做负功，动能转化为电势能．