Question

一个质子在匀强磁场和匀强电场中运动时，动能保持不变．已知磁场的方向水平向右，如图所示．则质子的运动方向和电场方向可能是（　　）

A．质子向右运动，电场方向竖直向上

B．质子向右运动，电场方向竖直向下

C．质子向上运动，电场方向垂直于纸面向里

D．质子向上运动，电场方向垂直于纸面向外

Answer 1

分析：动能保持不变说明电场力对粒子不做功，即电场力方向与运动方向始终垂直，则质子必然做匀速直线运动，根据平衡条件判断即可．

解答：解：A、当质子向右运动时，根据左手定则可知，质子不受洛伦兹力，若电场方向竖直向上，电场力必定对质子做功，动能变化，故A错误；
B、同理可知B错误；
C、质子向上运动时，根据左手定则可知，洛伦兹力垂直纸面向里，若要电场力对粒子不做功，即电场力方向与运动方向始终垂直，则质子必然做匀速直线运动，所以电场力方向与洛伦兹力方向相反，所以电场方向垂直于纸面向外，故C错误，D正确；
故选D

点评：该题考查了带电粒子在复合场中的运动，明确电场力、洛伦兹力的受力特点，正确进行受力分析是解答这类问题的关键．