Question

12．如图所示，在平行金属板A、B间分布着正交的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．一个质子以初速度v₀垂直于电场和磁场沿OO′从左端入射，恰能沿OO′做直线运动．则（　　）

• A． A板的电势低于B板的电势
• B． 电子以初速度v₀垂直于电场和磁场沿OO′从左端入射，运动轨迹将向A板偏转
• C． 氦原子核${\;}_{2}^{4}$He以初速度v₀垂直于电场和磁场沿OO′从左端入射，仍沿OO′做直线运动
• D． 氦原子核${\;}_{2}^{4}$He以初速度v₀垂直于电场和磁场沿OO′从右端入射，仍沿OO′做直线运动

Answer 1

分析 质子带正电，由左手定则判断洛伦兹力方向，因质子做匀速直线运动，即可判断出电场力方向，从而确定出两极板电势高低．由平衡条件列方程，可得到电子和${\;}_{2}^{4}$He以初速度v₀垂直于电磁场沿OO′从左端入射，受力也平衡，也做匀速直线运动．

解答 解：A、由左手定则判断得知质子所受的洛伦兹力方向向上，质子做直线运动，所受的电场力方向应向下，故A的电势高于B板的电势．故A错误．
BC、对于电子，由平衡条件得：qv₀B=qE，则得v₀B=E，可见此式与带电粒子的质量、电荷量、电性无关，所以当电子和${\;}_{2}^{4}$He也以初速度v₀垂直于电磁场沿OO′从左端入射，洛伦兹力与电场力也平衡，也沿OO′作直线运动，故B错误，C正确．
D、由上分析可知，当${\;}_{2}^{4}$He以初速度v₀垂直于电磁场沿OO′从右端入射，洛伦兹力方向向下，电场力方向也向下，它将向下偏转，不可能沿OO′作直线运动．故D错误．
故选：C．

点评 本题考查对速度选择器原理的理解，关键掌握当洛伦兹力与电场力二力平衡时，粒子才能沿直线通过速度选择器，注意入射的速度方向是解题的关键．