Question

【題目】設空間存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，如圖所示，已知一帶電粒子在電場力和洛倫茲力的作用下，從靜止開始自A點沿曲線ACB運動，到達B點時速度為零，C點是運動的最低點，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點和B位于同一高度

C.離子在C點時機械能最大

D.離子到達B點后，將沿原曲線返回A點

Answer 1

【答案】ABC

【解析】

A. 從圖中可以看出，上極板帶正電，下極板帶負電，帶電粒子由靜止開始向下運動，說明受到向下的電場力，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曲線運動，因洛侖茲力不做功，電場力做功等于動能的變化，而離子到達B點時的速度為零，所以從A到B電場力所做正功與負功加起來為零。這說明離子在電場中的B點與A點的電勢能相等，即B點與A點位于同一高度。故B正確；

C. 在由A經C到B的過程中，C點電勢最低，此時粒子的電勢能最小，由能量守恒定律可知，此時具有最大機械能。故C正確；

D. 只要將離子在B點的狀態與A點進行比較，就可以發現它們的狀態（速度為零，電勢能相等）相同，如果右側仍有同樣的電場和磁場的疊加區域，離子就將在B之右側重現前面的曲線運動，因此，離子是不可能沿原曲線返回A點的。如圖所示。故D錯誤。