Question

如圖49所示，一帶電粒子以水平速度v0 (v0 < E/B)先后進入方向互相垂直的勻強電場和勻強磁場區域，已知電場方向豎直向下，兩個區域的寬度相同且緊鄰在一起，在帶電粒子穿過電場和磁場的過程中，（其所受重力忽略不計），電場和磁場對粒子所做的功為W1；若把電場和磁場正交重疊，如圖50所示，粒子仍以初速度v0穿過重疊場區，在帶電粒子穿過電場和磁場的過程中，電場和磁場對粒子所做的總功為W2，比較W1和W2，則（ ）
 
A．一定是W1> W2    B．一定是W1＝W2
C．一定是W1＜W2   D．可能是W1 < W2，也可能是W1 > W2

Answer 1

A

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v₀＜，不計重力，qBv₀＜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．
解：在圖中，由于v₀＜，電場力qE大于洛倫茲力qBv₀，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；而在甲圖中帶電粒子粒子只受電場力qE，則在甲圖的情況下，粒子沿電場方向的位移較大，電場力做功較多．
點評：本題考查了分析物體受力情況的能力和對電場力做功的理解能力．正確解答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．