Question

空間存在一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，其方向垂直紙面向里，還有一點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)，如圖所示，一帶電粒子-q以初速度v₀從圖示位置垂直于電場(chǎng)、磁場(chǎng)入射，初位置到點(diǎn)電荷+Q的距離為r，則粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不可能為（　　）

• A、以點(diǎn)電荷+Q為圓心，以r為半徑，在紙平面內(nèi)的圓周
• B、初階段在紙面內(nèi)向右偏的曲線
• C、初階段在紙面內(nèi)向左偏的曲線
• D、沿初速度v₀方向的直線

Answer 1

分析：粒子在電場(chǎng)力與洛倫茲力共同作用下，根據(jù)合力與初速度的關(guān)系來確定粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)．當(dāng)洛倫茲力大于電場(chǎng)力時(shí)，則粒子做離心運(yùn)動(dòng)，即開始向右偏；當(dāng)電場(chǎng)力大于洛倫茲力時(shí)，若兩力的合力剛好等于粒子的向心力時(shí)，則其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；若兩力的合力大于向心力時(shí)，則做近心運(yùn)動(dòng)即開始向左偏．

解答：解：A、由題意可知，當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫茲力之差正好等于向心力時(shí)，則粒子做以點(diǎn)電荷+Q為圓心，以r為半徑，在紙平面內(nèi)的圓周，故A正確；
B、當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫茲力合力小于所需要向心力時(shí)，則粒子做離心運(yùn)動(dòng)，即向右偏的曲線運(yùn)動(dòng)，故B正確；
C、當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫茲力合力大于所需要向心力時(shí)，則粒子做近心運(yùn)動(dòng)，即向左的曲線運(yùn)動(dòng)，故C確；
D、若電場(chǎng)力與洛倫茲力相等時(shí)，粒子開始沿初速度方向運(yùn)動(dòng)，之后力發(fā)生變化，因此不可能沿初速度方向做直線運(yùn)動(dòng)．故D錯(cuò)誤；
本題選錯(cuò)誤的，故選：D

點(diǎn)評(píng)：考查電場(chǎng)力與洛倫茲力大小的關(guān)系，并體現(xiàn)曲線運(yùn)動(dòng)的條件及圓周運(yùn)動(dòng)的條件，同時(shí)還掌握近心運(yùn)動(dòng)與離心運(yùn)動(dòng)的條件．