Question

2．如圖所示為一速度選擇器，內(nèi)有一磁感應強度B方向垂直紙面向外的勻強磁場，一束正離子以速度v從左側(cè)水平射入，為使粒子流經(jīng)磁場時不偏轉(zhuǎn)（不計重力）則磁場區(qū)域內(nèi)必須同時存在一個勻強電場，下列說法正確的是（　　）

• A． 該電場場強大小為BV，方向向上
• B． 離子沿直線勻速穿過該裝置的時間與場強無關
• C． 負離子從右向左水平射入時，不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)
• D． 負離子從左向右水平射入時，也不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)

Answer 1

分析 首先根據(jù)粒子做勻速直線運動，可判斷粒子的電場力和洛倫茲力相等，即可得知電場強度和磁場強度的關系．再分別假設粒子帶正電或負電，可知電場的方向，并知道能否偏轉(zhuǎn)與電性，及電量無關．

解答 解：A、為使粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，粒子所受到電場力和洛倫茲力是平衡力，即為qvB=qE，所以電場與磁場的關系為：E=vB，粒子帶正電，則受到向下的洛倫茲力，則電場力就應向上，電場向上，所以選項A正確．
B、由上可知，當沿直線勻速穿過該裝置的時間與場強無關，故B正確；
C、當負離子從右向左水平射入時，電場力與洛倫茲力不再平衡，則會發(fā)生偏轉(zhuǎn)．選項C錯誤，
D、當離子從左向右水平射入時，電場力與洛倫茲力平衡，不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，選項D正確．
故選：ABD．

點評 在速度選擇器中，粒子的受力特點：同時受到方向相反的電場力和洛倫茲力作用；
粒子能勻速通過選擇器的條件：電場力和洛倫茲力平衡，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，所受的電場力和磁場力方向相同，粒子必定發(fā)生偏轉(zhuǎn)．