Question

如圖所示，某一真空室內充滿豎直向下的勻強電場E，在豎直平面內建立坐標xOy，在y＜0的空間里有與場強E垂直的勻強磁場B，在y＞0的空間內，將一質量為m的帶電液滴（可視為質點）自由釋放，此液滴則沿y軸的負方向，以加速度a=2g（g為重力加速度）做勻加速直線運動，當液滴運動到坐標原點時，瞬間被安置在原點的一個裝置改變了帶電性質（液滴所帶電荷量和質量均不變），隨后液滴進入y＜0的空間運動．液滴在y＜0的空間內的運動過程中（　　）

A．重力勢能一定不斷減小

B．電勢能一定先減小后增大

C．動能不斷增大

D．動能保持不變

Answer 1

分析：帶電粒子僅在電場與重力場作用下，做勻加速直線運動．根據牛頓第二定律可知，電場力與重力的關系；當進入磁場前，由于電性的改變，導致電場力與重力平衡，從而僅由洛倫茲力提供向心力，使其做勻速圓周運動．因此即可求解．

解答：解：帶電粒子在電場與重力場作用下，由牛頓第二定律可得：qE+mg=ma=m?2g，故qE=mg
當帶電粒子進入磁場時，由于電場力與重力方向相反，處于平衡．而洛倫茲力提供向心力，做勻速圓周運動．
所以重力勢能先減小后增大，故A錯誤；
由于電場力先作負功后做正功，所以電勢能先增大后減小，故B錯誤；
由于做勻速圓周運動，則速度的大小不變，則動能不變，故C錯誤，D正確；
故選：D

點評：考查帶電粒子在不同場的受力分析，并根據牛頓第二定律來確定其運動狀態．同時涉及到電場力、重力與洛倫茲力等基本知識．