《2025年创新设计高考总复习物理人教版》

例3 (2024·广东广州模拟)如图8所示，$M、N$为速度选择器的上、下两个带电极板，两极板间有匀强电场和匀强磁场。匀强电场的电场强度大小为$E$、方向由$M$板指向$N$板，匀强磁场的方向垂直纸面向里。速度选择器左右两侧各有一个小孔$P、Q$，连线$PQ$与两极板平行。某种带电微粒以速度$v$从$P$孔沿$PQ$连线射入速度选择器，从$Q$孔射出。不计微粒重力，下列判断正确的是( )

A.带电微粒一定带正电
B.匀强磁场的磁感应强度大小为$\frac{v}{E}$
C.若将该种带电微粒以速率$v$从$Q$孔沿$QP$连线射入，不能从$P$孔射出
D.若将该带电微粒以$2v$的速度从$P$孔沿$PQ$连线射入后将做类平抛运动

答案： C [若带电微粒带正电，则受到的洛伦兹力向上，静电力向下，若带电微粒带负电，则受到的洛伦兹力向下，静电力向上，微粒沿$PQ$运动，只要求洛伦兹力等于静电力，因此微粒可以带正电也可以带负电，故A错误；对微粒受力分析有$qE = qvB$，解得$B=\frac{E}{v}$，故B错误；若带电微粒带负电，从$Q$孔沿$QP$连线射入，受到的洛伦兹力和静电力均向上，若带电微粒带正电，从$Q$孔沿$QP$连线射入，受到的洛伦兹力和静电力均向下，不可能做直线运动，故不能从$P$孔射出，故C正确；将该带电微粒以$2v$的速度从$P$孔沿$PQ$连线射入后，洛伦兹力大于静电力，微粒做曲线运动，由于洛伦兹力是变力，则微粒不可能做类平抛运动，故D错误。]