Question

在竖直向下的匀强电场和水平方向的匀强磁场垂直相交的区域内，一带电粒子从a点由静止开始沿曲线abc运动到c点时，速度为零，b点是运动中能够到达的最高点．如图所示，若不计重力，下列说法中正确的是（　　）

A．粒子一定带正电，磁场方向垂直于纸面向里

B．粒子到达c点后将沿原路返回到a点

C．粒子到达b点时速率最小

D．a、c总处在同一条水平线上

Answer 1

分析：带电粒子由静止释放（不考虑重力），在电场力的作用下会向上运动，在运动过程中，带电粒子会受到洛伦兹力，所以粒子会沿顺时针方向偏转，到达b点时，洛伦兹力方向向下，此时粒子具有最大速度，在之后的运动中，粒子的电势能会增加速度越来越小，到达c点时速度为零．之后粒子会继续向右重复由在由a经b到c的运动形式．

解答：解：A、粒子开始受到电场力作用而向上运动，受到向右的洛伦兹力作用，则知电场力方向向上，故离子带负电．根据左手定则判断磁场方向垂直于纸面向里．故A错误．
B、D将粒子在c点的状态与a点进行比较，c点的速率为零，动能为零，根据能量守恒可知，粒子在c与a两点的电势能相等，电势相等，则a、c两点应在同一条水平线上．由于在a、c两点粒子的状态（速度为零，电势能相等）相同，粒子就将在c之右侧重现前面的曲线运动，因此，离子是不可能沿原曲线返回a点的．故B错误，D正确．
C、根据动能定理得，离子从a运动到b点的过程电场力做功最大，则b点速度最大．故C错误．
故选D．

点评：本题主要考查了带电粒子在混合场中运动的问题，要求同学们能正确分析粒子的受力情况，再通过受力情况分析粒子的运动情况，要注意洛伦兹力永不做功，难度适中．