高中 | 速度选择器 题目答案及解析

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选修3-1

第三章 磁场

3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动

速度选择器

在如图所示的平行板器件中,电场强度$E$和磁感应强度$B$相互垂直。当带电粒子从左侧小孔进入时,具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。以下说法正确的是(不计粒子的重力)$(\qquad)$

["

带电粒子的速度$v\\gt \\dfrac{E}{B}$时,正粒子将向上偏转

","

带电粒子的速度$v\\gt \\dfrac{E}{B}$时,正粒子将向下偏转

","

带电粒子的速度$v=\\dfrac{E}{B}$时,正粒子能通过速度选择器,负粒子不能通过速度选择器

","

若粒子改为从右侧小孔进入,只要速度$v=\\dfrac{E}{B}$,粒子也能通过速度选择器

"]
[["A"]]

$\rm AB$.带正电的粒子进入复合场后,受向下的电场力,向上的洛伦兹力,如果沿虚线路径通过,则合力为零$qvB=qE$

解得$v=\dfrac{E}{B}$

带电粒子的速度$v\gt \dfrac{E}{B}$$qvB \gt qE$

正粒子将向上偏转,故$\rm A$正确,$\rm B$错误;

$\rm C$.如果是负电荷,洛伦兹力与电场力同时反向,带电粒子的速度$v=\dfrac{E}{B}$$qvB=qE$

粒子能通过这个速度选择器,故$\rm C$错误;

$\rm D$.若粒子改为从右侧小孔进入,正粒子所受电场力竖直向下,洛伦兹力竖直向下,正粒子不能通过速度选择器;负粒子所受电场力竖直向上,洛伦兹力竖直向上,负粒子不能通过速度选择器;故$\rm D$错误。

故选:$\rm A$

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