题目内容
【题目】如图所示,某一空间存在正交的匀强电场和匀强磁场共存的场区,三个速度不同的质子沿垂直电场线和磁感线方向从同一点射入场区,其轨迹为图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条虚线.设三个质子沿轨迹Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ进入场区时速度大小分别为v1、v2、v3,射出场区时速度大小分别为v1′、v2′、v3′,不计质子所受到的重力,则下列判断正确的是 ( )
A. v1>v2>v3,v1>v1′,v3<v3′ B. v1>v2>v3,v1<v1′,v3<v3′
C. v1<v2<v3,v1>v1′,v3>v3′ D. v1<v2<v3,v1<v1′,v3<v3′
【答案】A
【解析】质子重力不计,根据左手定则知,质子所受的洛伦兹力方向向上,电场力方向向下,沿轨迹Ⅰ的质子洛伦兹力大于电场力,即qv1B>qE,,
沿轨迹Ⅱ的质子洛伦兹力等于电场力,即qv2B=qE,,
沿轨迹Ⅲ的质子洛伦兹力小于电场力,即qv3B<qE,,
可知v1>v2>v3.
沿轨迹Ⅰ的质子运动过程中,电场力做负功,洛伦兹力不做功,根据动能定理得,v1>v1′,
沿轨迹Ⅱ的质子运动过程中,速度不变,v2=v2′,
沿轨迹Ⅲ的质子运动过程中,电场力做正功,洛伦兹力不做功,根据动能定理得,v3<v3′,故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
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