Question

【題目】如圖所示，某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)，已知一離子在電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力作用下，從靜止開始沿曲線acb運(yùn)動(dòng)，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度為零，c點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，則( )

A. 離子必帶負(fù)電

B. a、b兩點(diǎn)位于同一高度

C. 離子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能一直保持不變

D. 離子到達(dá)b點(diǎn)后將沿原曲線返回a點(diǎn)

Answer 1

【答案】B

【解析】試題分析：帶電粒子由靜止釋放（不考慮重力），在電場(chǎng)力的作用下會(huì)沿電場(chǎng)向下運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，帶電粒子會(huì)受到洛倫茲力，所以粒子會(huì)沿逆時(shí)針?lè)较蚱�轉(zhuǎn)，到達(dá)c點(diǎn)時(shí)，洛倫茲力方向向上，此時(shí)粒子具有最大速度，在之后的運(yùn)動(dòng)中，粒子的電勢(shì)能會(huì)增加速度越來(lái)越小，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度為零．之后粒子會(huì)繼續(xù)向右重復(fù)由在由a經(jīng)c到b的運(yùn)動(dòng)形式．

解：A、粒子開始受到電場(chǎng)力作用開始向下運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受洛倫茲力作用，知電場(chǎng)力方向向下，則離子帶正電．故A錯(cuò)誤．

B、根據(jù)動(dòng)能定理知，洛倫茲力不做功，在A到B的過(guò)程中，動(dòng)能變化為零，則電場(chǎng)力做功為零，A、B兩點(diǎn)等電勢(shì)，因?yàn)樵撾妶?chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，所以A、B兩點(diǎn)位移同一高度．故B正確．

C、根據(jù)機(jī)械能守恒定律的條件，離子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，還有電場(chǎng)力做功，因此機(jī)械能會(huì)變化的．故C錯(cuò)誤．

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．

故選：B．