Question

2．如圖所示為一速度選擇器，內(nèi)有一磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束正離子以速度v從左側(cè)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)，下列說法正確的是（　�。�

• A． 該電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小為BV，方向向上
• B． 離子沿直線勻速穿過該裝置的時(shí)間與場(chǎng)強(qiáng)無關(guān)
• C． 負(fù)離子從右向左水平射入時(shí)，不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)
• D． 負(fù)離子從左向右水平射入時(shí)，也不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

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，并知道能否偏轉(zhuǎn)與電性，及電量無關(guān)．

解答 解：A、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，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，所以選項(xiàng)A正確．
B、由上可知，當(dāng)沿直線勻速穿過該裝置的時(shí)間與場(chǎng)強(qiáng)無關(guān)，故B正確；
C、當(dāng)負(fù)離子從右向左水平射入時(shí)，電場(chǎng)力與洛倫茲力不再平衡，則會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)．選項(xiàng)C錯(cuò)誤，
D、當(dāng)離子從左向右水平射入時(shí)，電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D正確．
故選：ABD．

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；
粒子能勻速通過選擇器的條件：電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，即qvB=qE，v=$\frac{E}{B}$，只有速度為$\frac{E}{B}$的粒子才能沿直線勻速通過選擇器．
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)．