Question

一帶電粒子以初速度v沿垂直于電場線和磁感線的方向，先后穿過寬度相同且緊鄰在一起的有明顯邊界的勻強電場（場強為E）和勻強磁場（磁感應強度為B），如圖甲所示．電場和磁場對粒子做功為W₁，粒子穿出磁場時的速度為v₁；若把電場和磁場正交疊加，如圖乙所示，該粒子仍以初速度v穿過疊加場區，電場和磁場對粒子做功為W₂，粒子穿出場區時的速度為v₂，比較W₁和W₂、v₁和v₂的大小（v＜E/B，不計重力）（ ）

A．W₁＞W₂，v₁＞v₂
B．W₁=W₂，v₁=v₂
C．W₁＜W₂，v₁＜v₂
D．W₁=W₂，v₁＞v₂

Answer 1

【答案】分析：磁場對粒子的洛倫茲力不做功，只有電場力對粒子做功，根據電場力做功公式W=qEd，d是電場方向上兩點間的距離．粒子在正交的電磁場中運動時，由題v＜，不計重力，qBv＜qE，而在電場中只受電場力qE，分析粒子在兩種情況下沿電場方向的距離大小，判斷做功大小和速度大小．
解答：解：由于v＜，電場力qE＞洛倫茲力qBv，根據左手定則判斷可知：洛倫茲力有與電場力方向相反的分力，而在電場力粒子只受電場力qE，則第一種情況下，粒子沿電場方向的位移較大，電場力做功較多，根據動能定理可知出射速度較大，故A正確．
故選A
點評：本題考查分析物體受力情況的能力和對電場力做功的理解能力．本題要抓住洛倫茲力的特點：洛倫茲力方向總與粒子速度方向垂直，總不做功．