Question

空間存在一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，其方向垂直紙面向里，還有一點(diǎn)電荷Q的電場(chǎng)，如圖所示，一帶電粒子-q以初速度v₀從圖示位置垂直于電場(chǎng)、磁場(chǎng)入射，初位置到點(diǎn)電荷+Q的距離為r，則粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡不可能為    (　　)

1. A.
   以點(diǎn)電荷+Q為圓心，以r為半徑，在紙平面內(nèi)的圓周
2. B.
   初階段在紙面內(nèi)向右偏的曲線(xiàn)
3. C.
   初階段在紙面內(nèi)向左偏的曲線(xiàn)
4. D.
   沿初速度v₀方向的直線(xiàn)

Answer 1

D
試題分析：該負(fù)電荷在復(fù)合場(chǎng)中受洛倫茲力以及電場(chǎng)力。由于電場(chǎng)力指向圓心，洛倫茲力根據(jù)左手定則指向圓心外側(cè)，因此其向心力可以由庫(kù)侖力與洛倫茲力的合力提供，該合力時(shí)刻指向圓心，因此有可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A正確。若庫(kù)侖力小于洛倫茲力，則合外力向右，并不與速度同一直線(xiàn)，因此有可能向右偏，并且速度變小，B正確；同理若庫(kù)侖力大于洛倫茲力（超過(guò)向心力）就會(huì)使得其向左偏，且速度變大，C正確。若要以速度方向做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則洛倫茲力等于電場(chǎng)力，但電場(chǎng)力隨著距離越來(lái)越小，因此不能維持該條件，所以D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)：曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)條件、左手定則
點(diǎn)評(píng)：此類(lèi)題型考察了洛倫茲力方向的判斷，并結(jié)合曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)條件來(lái)判斷粒子的軌跡問(wèn)題。其中氫原子模型是選項(xiàng)A的特殊情況，在很多題目中都作為一種特殊情況被考察