题目内容

【题目】空间存在竖直向下的匀强电场和水平方向(垂直纸面向里)的匀强磁场,如图所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力共同作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C为运动的最低点.不计重力,则( )

A.该离子带负电
B.A,B两点位于同一高度
C.C点时离子速度最小
D.离子到达B点后,将沿原曲线返回A点

【答案】B
【解析】解:A、粒子开始受到电场力作用开始向下运动,在运动过程中受洛伦兹力作用,知电场力方向向下,则离子带正电.故A错误.

B、根据动能定理知,洛伦兹力不做功,在A到B的过程中,动能变化为零,则电场力做功为零,A、B两点等电势,因为该电场是匀强电场,所以A、B两点位移同一高度.故B正确.

C、根据动能定理得,离子运动到C点电场力做功最大,则速度最大.故C错误.

D、只要将离子在B点的状态与A点进行比较,就可以发现它们的状态(速度为零,电势能相等)相同,如果右侧仍有同样的电场和磁场的叠加区域,离子就将在B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.如图所示.

故选B.

带电粒子由静止释放(不考虑重力),在电场力的作用下会沿电场向下运动,在运动过程中,带电粒子会受到洛伦兹力,所以粒子会沿逆时针方向偏转,到达C点时,洛伦兹力方向向上,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B点时速度为零.之后粒子会继续向右重复由在由A经C到B的运动形式.

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