Question

如圖所示，P、Q是兩個(gè)電量相等的異種點(diǎn)電荷，其中P帶正電，Q帶負(fù)電，O是P、Q連線的中點(diǎn)，MN是線段PQ的中垂線，PQ與MN所在平面與紙面平行，有一磁場(chǎng)方向垂直于紙面，一電子以初速度v僅在電場(chǎng)力與洛侖茲力的作用下沿直線MN運(yùn)動(dòng)，則（ ）

A．磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里
B．電子速度先增大后減少
C．電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D．該磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)

Answer 1

【答案】分析：要使電子以初速度v一直沿直線MN運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡．MN是電場(chǎng)中一條等勢(shì)線，其上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向均向下，電子所受的電場(chǎng)力方向均向上，判斷出洛倫茲力方向，由左手定則判斷磁場(chǎng)方向．
解答：解：由題，電子以初速度v一直沿直線MN運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與洛倫茲力必定平衡，否則電子將做曲線運(yùn)動(dòng)．
MN是電場(chǎng)中一條等勢(shì)線，在等勢(shì)面上，電場(chǎng)力對(duì)電子不做功，所以電子做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以B錯(cuò)誤，C正確；
在MN上各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向均向下，則電子所受的電場(chǎng)力方向均向上，故知洛倫茲力方向向下，由左手定則判斷可知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，所以A正確；
在從M向N運(yùn)動(dòng)的過程中，電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)先變大后變小的，所以電場(chǎng)力先變大后變小，那么洛倫茲力也應(yīng)該是先變大后變小，磁場(chǎng)也是先變大后變小的，所以D錯(cuò)誤．
故選AC
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵是掌握等量異種電荷電場(chǎng)等勢(shì)面的分布和左手定則，知道中垂線是一條等勢(shì)線．