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【題目】如圖所示,某空間存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場,已知一離子在電場力和磁場力作用下,從靜止開始沿曲線acb運動,到達b點時速度為零,c點為運動的最低點,則( )

A. 離子必帶負電

B. a、b兩點位于同一高度

C. 離子在運動過程中機械能一直保持不變

D. 離子到達b點后將沿原曲線返回a

【答案】B

【解析】試題分析:帶電粒子由靜止釋放(不考慮重力),在電場力的作用下會沿電場向下運動,在運動過程中,帶電粒子會受到洛倫茲力,所以粒子會沿逆時針方向偏轉,到達c點時,洛倫茲力方向向上,此時粒子具有最大速度,在之后的運動中,粒子的電勢能會增加速度越來越小,到達b點時速度為零.之后粒子會繼續(xù)向右重復由在由acb的運動形式.

解:A、粒子開始受到電場力作用開始向下運動,在運動過程中受洛倫茲力作用,知電場力方向向下,則離子帶正電.故A錯誤.

B、根據(jù)動能定理知,洛倫茲力不做功,在AB的過程中,動能變化為零,則電場力做功為零,A、B兩點等電勢,因為該電場是勻強電場,所以A、B兩點位移同一高度.故B正確.

C、根據(jù)機械能守恒定律的條件,離子在運動過程中,還有電場力做功,因此機械能會變化的.故C錯誤.

D、只要將離子在b點的狀態(tài)與a點進行比較,就可以發(fā)現(xiàn)它們的狀態(tài)(速度為零,電勢能相等)相同,如果右側仍有同樣的電場和磁場的疊加區(qū)域,離子就將在b之右側重現(xiàn)前面的曲線運動,因此,離子是不可能沿原曲線返回a點的.如圖所示.故D錯誤.

故選:B

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