Question

如圖所示，在實線框內(nèi)同時存在勻強磁場和勻強電場．一負離子（不計重力）沿水平方向進入該區(qū)域恰能沿直線運動．則勻強磁場和勻強電場的方向不可能為下列哪種情況（ ）

A．勻強磁場和勻強電場的方向都水平向右
B．勻強磁場方向豎直向上，勻強電場方向垂直于紙面向里
C．勻強磁場方向垂直于紙面向里，勻強電場方向豎直向下
D．勻強磁場方向垂直于紙面向外，勻強電場方向豎直向下

Answer 1

【答案】分析：帶電粒子恰好在電場與磁場中做直線運動，當受到電場力與磁場力時，則兩力必平衡．這樣確保速度不變，才會使洛倫茲力不變，否則不可能做直線運動．當只受到電場力時，磁場方向須與運動方向相平行，此時雖在磁場中但沒有洛倫茲力存在．
解答：解：A、當勻強磁場和勻強電場的方向都水平向右，不計重力的負離子，沿水平方向進入該區(qū)域，則電場力水平向左，由于速度與磁場同向，則沒有洛倫茲力，所以離子不可能做直線運動，故A錯誤；
B、當勻強磁場方向豎直向上，不計重力的負離子，則洛倫茲力垂直紙面向里，而勻強電場方向垂直于紙面向里，則離子受到的電場力垂直紙面向外，由于直線運動，所以電場力與洛倫茲力大小相等，使離子做勻速直線運動．故B正確；
C、當勻強磁場方向垂直于紙面向里，不計重力的負離子，則洛倫茲力豎直向下，而勻強電場方向豎直向下，則電場力也是豎直向上，而粒子從左向右運動，則要使洛倫茲力豎直向下，所以勻強磁場方向垂直于紙面向外．若粒子帶負電，則電場力是豎直向下，由于直線運動，所以電場力與洛倫茲力大小相等，使離子做勻速直線運動．故C正確；
D、當勻強磁場方向垂直于紙面向外，則離子受到洛倫茲力豎直向上，而勻強電場方向豎直向下，則電場力豎直向上，因此離子不可能做直線運動，故D錯誤；
本題選錯誤的是：AD
點評：當兩個電場力與磁場力均存在時，必須是平衡力，因為洛倫茲力是與速度有關(guān)的力．當粒子的運動方向與磁場方向平行時，沒有洛倫茲力存在，所以只要考慮電場力就可以．