Question

在图中实线框所示的区域内同时存在着匀强磁场和匀强电场．一个带电粒子（不计重力）恰好能沿直线MN从左至右通过这一区域．那么匀强磁场和匀强电场的方向可能为下列哪种情况（ ）

A．匀强磁场方向竖直向上，匀强电场方向垂直于纸面向外
B．匀强磁场方向竖直向上，匀强电场方向垂直于纸面向里
C．匀强磁场方向垂直于纸面向里，匀强电场方向竖直向上
D．匀强磁场和匀强电场的方向都水平向右

Answer 1

【答案】分析：带电粒子恰好在电场与磁场中做直线运动，当受到电场力与磁场力时，则两力必平衡．这样确保速度不变，才会使洛伦兹力不变，否则不可能做直线运动．当只受到电场力时，磁场方向须与运动方向相平行，此时虽在磁场中但没有洛伦兹力存在．
解答：解：A、当匀强电场方向垂直于纸面向外，假设带正电，则电场力垂直纸面向外，若能做直线运动，则洛伦兹力须垂直纸面向里，则匀强磁场方向竖直向下，故A错误；
B、当匀强电场方向竖直向上，假设粒子带正电，则电场力也是竖直向上，而粒子从左向右运动，则要使洛伦兹力竖直向下，所以匀强磁场方向垂直于纸面向外．若粒子带负电，则电场力是竖直向下，要能做直线运动则洛伦兹力竖直向上，而粒子从左向右运动，所以匀强磁场方向垂直于纸面向外，故B正确；
C、当匀强电场方向竖直向上，假设粒子带正电，则电场力也是竖直向上，而粒子从左向右运动，则要使洛伦兹力竖直向下，所以匀强磁场方向垂直于纸面向外．若粒子带负电，则电场力是竖直向下，要能做直线运动则洛伦兹力竖直向上，而粒子从左向右运动，所以匀强磁场方向垂直于纸面向外．故C错误；
D、当匀强磁场和匀强电场的方向都水平向右，带电粒子不受洛伦兹力，因此在电场力作用下做直线运动，故D正确；
故选：BD
点评：当两个电场力与磁场力均存在时，必须是平衡力，因为洛伦兹力是与速度有关的力．当粒子的运动方向与磁场方向平行时，没有洛伦兹力存在，所以只要考虑电场力就可以．