Question

如圖所示，兩極板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)，忽略重力，以下說法錯(cuò)誤的是（     ）

A. 離子必帶正電荷

B. A點(diǎn)和B點(diǎn)位于同一高度

C. 離子在C點(diǎn)時(shí)速度最大

D. 離子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，將沿原曲線返回A點(diǎn)

 

Answer 1

【答案】

D

【解析】

試題分析：從圖中可以看出，上極板帶正電，下極板帶負(fù)點(diǎn)，離子由靜止釋放（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)，說明受到向下的電場(chǎng)力，可知離子帶正電，故選項(xiàng)A正確；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，故選項(xiàng)B正確； 在由A經(jīng)C到B的過程中，在C點(diǎn)時(shí)，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)具有最大動(dòng)能，所以此時(shí)的速度最大，故選項(xiàng)C正確；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．故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．

本題選錯(cuò)誤的，故選D．

考點(diǎn)：本題考查了帶電粒子在混合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問題，意在考查考生對(duì)洛侖茲力、電場(chǎng)力、電勢(shì)和電勢(shì)能的理解及動(dòng)能定理和能量守恒定律的應(yīng)用．