Question

在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直相交的區(qū)域內(nèi)，一帶電粒子從a點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿曲線(xiàn)abc運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，速度為零，b點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)中能夠到達(dá)的最高點(diǎn)．如圖所示，若不計(jì)重力，下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

A．粒子一定帶正電，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里

B．粒子到達(dá)c點(diǎn)后將沿原路返回到a點(diǎn)

C．粒子到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速率最小

D．a(chǎn)、c總處在同一條水平線(xiàn)上

Answer 1

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)向上運(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)沿順時(shí)針?lè)较蚱�轉(zhuǎn)，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)，洛倫茲力方向向下，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)c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)b到c的運(yùn)動(dòng)形式．

解答：解：A、粒子開(kāi)始受到電場(chǎng)力作用而向上運(yùn)動(dòng)，受到向右的洛倫茲力作用，則知電場(chǎng)力方向向上，故離子帶負(fù)電．根據(jù)左手定則判斷磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里．故A錯(cuò)誤．
B、D將粒子在c點(diǎn)的狀態(tài)與a點(diǎn)進(jìn)行比較，c點(diǎn)的速率為零，動(dòng)能為零，根據(jù)能量守恒可知，粒子在c與a兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等，電勢(shì)相等，則a、c兩點(diǎn)應(yīng)在同一條水平線(xiàn)上．由于在a、c兩點(diǎn)粒子的狀態(tài)（速度為零，電勢(shì)能相等）相同，粒子就將在c之右側(cè)重現(xiàn)前面的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，因此，離子是不可能沿原曲線(xiàn)返回a點(diǎn)的．故B錯(cuò)誤，D正確．
C、根據(jù)動(dòng)能定理得，離子從a運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程電場(chǎng)力做功最大，則b點(diǎn)速度最大．故C錯(cuò)誤．
故選D．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了帶電粒子在混合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，要求同學(xué)們能正確分析粒子的受力情況，再通過(guò)受力情況分析粒子的運(yùn)動(dòng)情況，要注意洛倫茲力永不做功，難度適中．