题目内容

如左图所示,一带电粒子以水平速度v (v<E/B)先后进入方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域,已知电场方向竖直向下,两个区域的宽度相同且紧邻在一起,在带电粒子穿过电场和磁场的过程中,(其所受重力忽略不计),电场和磁场对粒子所做的功为W1;若把电场和磁场正交重叠,如右图所示,粒子仍以初速度v穿过重叠场区,在带电粒子穿过电场和磁场的过程中,电场和磁场对粒子所做的总功为W2,比较W1和W2,则( )
A.一定是W1>W2
B.一定是W1=W2
C.一定是W1<W2
D.可能是W1<W2,也可能是W1>W2
【答案】分析:先判断带电粒子在电场中的受力情况和在重叠区的受力情况,比较两种情况中的偏转位移的大小,而洛伦兹力对粒子不做功,只有电场力做功,进而可以判断做功大小.
解答:解:不论带电粒子带何种电荷,粒子穿过重叠场区时,电场力的方向与洛伦兹力的方向的夹角大于90°,所以带电粒子在电场中的偏转位移比重叠时的偏转位移大,所以不论粒子带何种电性,甲中带电粒子在电场中偏转位移一定大于乙中的偏转位移,而洛伦兹力对带电粒子不做功,只有电场力做功,所以一定是W1>W2,故A正确.
故选A
点评:本题解题的关键是分析两种情况下的偏转位移的大小,洛伦兹力对带电粒子不做功,难度适中.
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