Question

如图甲所示，带电粒子（不计重力）以水平向右的初速度v先通过有界匀强电场E，后通过有界匀强磁场B，再从磁场右边穿出，此过程中该粒子动能的改变量为E₁；若如图乙所示，将该匀强电场和匀强磁场区域正交叠加，再让该粒子以同样的初速度水平向右穿越叠加场区而从右边穿出，此过程中该粒子动能的改变量为E₂．比较场强的大小，下列说法中正确的是（ ）

A．一定有E_l＞E₂
B．一定有E_l=E₂
C．一定有E_l＜E₂
D．E₁＞E₂、E_l=E₂、E₁＜E₂都有可能

Answer

磁场对粒子的洛伦兹力不做功，只有电场力对粒子做功，根据电场力做功公式W=qEd，d是电场方向上两点间的距离．粒子在正交的电磁场中运动时，不计重力，则根据电场力与洛伦兹力的大小，来确定运动轨迹，从而分析粒子在两种情况下沿电场方向的距离大小，判断做功大小．
【解析】
若v＜，在乙图中，电场力qE大于洛伦兹力qBv，根据左手定则判断可知：洛伦兹力有与电场力方向相反的分力；而在甲图中带电粒子粒子只受电场力qE，则在甲图的情况下，粒子沿电场方向的位移较大，电场力做功较多，则动能变化较大；
若v＞，在乙图中，电场力qE小于洛伦兹力qBv，根据左手定则判断可知：洛伦兹力有与电场力方向相反的分力；而在甲图中带电粒子粒子只受电场力qE，则在甲图的情况下，粒子沿电场方向的位移较小，电场力做功较少，则动能变化较小；
由于不知电场力与洛伦兹力的大小，所以选项A、B、C误，选项D确．
故选：D