Question

設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，如圖所示，已知一離子在電場力和洛侖茲力的作用下，從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動，到達(dá)B點(diǎn)時速度為零，C點(diǎn)是運(yùn)動的最低點(diǎn)，忽略重力，以下說法正確的是：

A．這離子必帶正電荷

B．A點(diǎn)和B點(diǎn)位于同一高度

C．離子在C點(diǎn)時速度最大

D．離子到達(dá)B點(diǎn)時，將沿原曲線返回A點(diǎn)

Answer 1

答案：ABC
解析：

正確解答：(1)平行板間電場方向向下，離子由A點(diǎn)靜止釋放后在電場力的作用下是向下運(yùn)動，可見電場力一定向下，所以離子必帶正電荷，選A． 　　(2)離子具有速度后，它就在向下的電場力F及總與速度心垂直并不斷改變方向的洛侖茲力f作用下沿ACB曲線運(yùn)動，因洛侖茲力不做功，電場力做功等于動能的變化，而離子到達(dá)B點(diǎn)時的速度為零，所以從A到B電場力所做正功與負(fù)功加起來為零．這說明離子在電場中的B點(diǎn)與A點(diǎn)的電勢能相等，即B點(diǎn)與A點(diǎn)位于同一高度，選B． 　　(3)因C點(diǎn)為軌道最低點(diǎn)，離子從A運(yùn)動到C電場力做功最多，C點(diǎn)具有的動能最多，所以離子在C點(diǎn)速度最大，選C． 　　(4)只要將離子在B點(diǎn)的狀態(tài)與A點(diǎn)進(jìn)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(cè)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(cè)重現(xiàn)前面的曲線運(yùn)動，因此，離子是不可能沿原曲線返回A點(diǎn)的． 　　故選A，B，C為正確答案． 　　小結(jié)：初速度和加速度決定物體的運(yùn)動情況．在力學(xué)部分絕大部分的習(xí)題所涉及的外力是恒力．加速度大小方向都不變．只要判斷初始時刻加速度與初速度的關(guān)系，就可以判斷物體以后的運(yùn)動．本題中由于洛侖茲力的方向總垂直于速度方向，使得洛侖茲力與電場力的矢量和總在變化．所以只做一次分析就武斷地下結(jié)論，必然會把原來力學(xué)中的結(jié)論照搬到這里，出現(xiàn)生搬硬套的錯誤．