Question

【題目】設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，已知一帶電粒子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下，從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，C點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，忽略粒子的重力，以下說法中正確的是( )

A.此粒子必帶正電荷

B.A點(diǎn)和B位于同一高度

C.離子在C點(diǎn)時(shí)機(jī)械能最大

D.離子到達(dá)B點(diǎn)后，將沿原曲線返回A點(diǎn)

Answer 1

【答案】ABC

【解析】

A. 從圖中可以看出，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，帶電粒子由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)，說明受到向下的電場(chǎng)力，可知粒子帶正電。故A正確；

B. 離子具有速度后，它就在向下的電場(chǎng)力F及總與速度垂直并不斷改變方向的洛侖茲力f作用下沿ACB曲線運(yùn)動(dòng)，因洛侖茲力不做功，電場(chǎng)力做功等于動(dòng)能的變化，而離子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為零，所以從A到B電場(chǎng)力所做正功與負(fù)功加起來為零。這說明離子在電場(chǎng)中的B點(diǎn)與A點(diǎn)的電勢(shì)能相等，即B點(diǎn)與A點(diǎn)位于同一高度。故B正確；

C. 在由A經(jīng)C到B的過程中，C點(diǎn)電勢(shì)最低，此時(shí)粒子的電勢(shì)能最小，由能量守恒定律可知，此時(shí)具有最大機(jī)械能。故C正確；

D. 只要將離子在B點(diǎn)的狀態(tài)與A點(diǎn)進(jìn)行比較，就可以發(fā)現(xiàn)它們的狀態(tài)（速度為零，電勢(shì)能相等）相同，如果右側(cè)仍有同樣的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的疊加區(qū)域，離子就將在B之右側(cè)重現(xiàn)前面的曲線運(yùn)動(dòng)，因此，離子是不可能沿原曲線返回A點(diǎn)的。如圖所示。故D錯(cuò)誤。