Question

关于电磁力与做功的困惑:如图,两平行金属板中间有相互正交的匀强磁场和匀强电场,一带电粒子沿垂直于电场和磁场的方向射入两板

Answer 1

首先,用老师的话讲,先判断该粒子的电荷.如果正,则电场力向下,洛伦兹力向上,该题动能减小,说明电场力做负功,电势能增加,即粒子在电场方向上向上移动了一段距离.要使动能增加,则应使粒子最后向下运动了一段位移,而向下运动的前提是一开始的向下的电场力大于洛伦兹力或者电场力开始做负功后来做正功（最开始向上运动）.带负电的也可参考得出.对于该同学提出的疑问,我表示这种精神是很好的,但不能钻牛角尖,下面我们一一1,2.做功公式W=FScosA,洛伦兹力的性质其实和向心力一样,只提供了一个垂直于运动方向的加速度,而洛伦兹力的大小随着物体的速度改变而改变,但是它们一直是垂直于运动方向的.在一个很小的范围内考虑,W=FScosA,S足够小,S=VT,我们可以近视的把速度方向和位移方向看成一样,所以COSA=0,W=0,每时每刻都是这样,所以它们不做功.3,4.同学你应该看到,物体做功的定义是在位移方向上有力的存在,简化成速度方向上有力的分量存在,假如该正电荷一开始向下运动,那么随着运动速度便是右下,电场力一直向下,所以做正功.增大电场力,便是假如一开始正电荷向上运动,随着速度越来越慢,洛伦兹力减小,该粒子向上的分量减小至零,完全静止,然后又向下运动,运动过程中又产生逐渐增大的洛伦兹力改变运动方向,最终跑到中线以下了,那么电场力变作正功了.假如一开始电荷便向下,那就一直做正功了.所以这种问题,定性考虑是最好的了.把每个阶段都考虑清楚.最好能画出轨迹图.不考虑打上板,一种粒子一共有6种可能的轨迹.如果没有板,粒子轨迹如下,是无数个周期运动产生的.