速度选择器实验室｜带电粒子在正交电磁场中的运动

正交场区 · 左 → 右入射

↓匀强电场向下 ×匀强磁场向里

入口处受力箭头随粒子一起运动；虚线是“不偏转”的目标通道。

100% |q|vB

100%

实验旋钮 LIVE INPUT

电场强度 E3.0 × 10⁵ V/m

1.0 × 10⁵5.0 × 10⁵ V/m

磁感应强度 B0.20 T

0.100.50 T

粒子速度 v1.500 × 10⁶ m/s

0.2 × 10⁶5.0 × 10⁶ m/s

粒子电性（只改变符号）

正电荷 q>0 负电荷 q<0

沿直线通过

电场力大小 qE4.81 × 10⁻¹⁴ N

洛伦兹力 |q|vB4.81 × 10⁻¹⁴ N

筛选速度：v₀ = E/B = 1.500 × 10⁶ m/s
两力等大反向，合力为 0。

由 qE = |q|vB 约去电荷量大小，得到 v = E/B。条件中没有质量 m，也没有电荷量 |q|：不同质量、不同电荷量的粒子，只要速度相同，都能直线通过。电性改变时，两种力同时反向，配平速度仍不变。

这里固定 E 向下、B 向里。若粒子改为从右向左，洛伦兹力随 v 反向，而电场力不变，两力将同向，无法用同一个装置配平。

右 → 左：Fᴮ 反向，Fₑ 不变 ⇒ 不能抵消