Question

如图所示空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A沿曲线ACB运动到B点时，速度为零，C是轨迹的最低点，以下说法中正确的是（ ）
A．滴带负电
B．滴在C点动能最大
C．若液滴所受空气阻力不计，则机械能守恒
D．液滴在C点机械能最大

Answer 1

【答案】分析：带电液滴由静止开始，在电场力和重力的作用下会向下运动，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．除重力以外的力做的功等于机械能的变化量．
解答：解：A、从图中可以看出，带电粒子由静止开始向下运动，说明重力和电场力的合力向下，洛伦兹力指向弧内，根据左手定则可知，液滴带负电．故A正确．
B、从A到C的过程中，重力和电场力都做正功，洛伦兹力不做功，动能增大，从B到C的过程中，重力和电场力都做负功，洛伦兹力不做功，动能减小，所以滴在C点动能最大．故B正确．
C、液滴除重力做功外，还有电场力做功，机械能不守恒，故C错误；
D、除重力以外的力做的功等于机械能的变化量，从A到C的过程中，电场力都做正功，洛伦兹力不做功，机械能增大，从B到C的过程中，电场力都做负功，洛伦兹力不做功，机械能减小，所以液滴在C点机械能最大．故D正确．
故选ABD．
点评：带电粒子在复合场中运动问题的分析思路
1．正确的受力分析
除重力、弹力和摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析．
2．正确分析物体的运动状态
找出物体的速度、位置及其变化特点，分析运动过程．如果出现临界状态，要分析临界条件．
带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子的受力情况．
（1）当粒子在复合场内所受合力为零时，做匀速直线运动（如速度选择器）．
（2）当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动．
（3）当带电粒子所受的合力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成．