题目内容

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里,一带电粒子从a点由静止开始沿曲线abc运动到c点时,速度变为零,b点是运动中能够到达的最高点,如图所示(磁场未画出),若不计带电粒子重力,下列说法中正确的是( 

①粒子一定带负电,磁场方向垂直纸面向里②ac点处于同一水平线上③粒子通过b点时的速率最大④粒子到达c点后将沿原路径返回a

A.①②③ B.②③④C.①③④D.①②④

 

答案:A
解析:

带电粒子在a点时速度为零,洛伦兹力为零,在电场力作用下,由静止开始向上运动,因电场方向竖直向下,可知粒子一定带负电;粒子运动起来后向右偏转,由左手定则可判断出磁场方向垂直纸面向里,故①正确.粒子在运动过程中,因洛伦兹力方向始终垂直于粒子速度方向,它只改变速度方向,不改变速度大小,洛伦兹力不对运动粒子做功,因此粒子沿abc曲线运动过程中只有电场力做功.粒子由ab过程中,电场力做正功,电势能转化为动能;由bc过程中,电场力做负功,动能转化为电势能;带电粒子在a点与c点的速度都为零,在这两点的电势能相等,即ac点处在同一个等势面上.因此,粒子通过b点时动能最大,速率最大;ac点处在垂直于电场线的同一个等势面上.故②③正确.粒子到达c点后,将重复原来由abc的过程,不会沿原路径返回.故本题正确选项为A.

 


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