Question

【题目】设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一带电粒子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略粒子的重力，以下说法中正确的是( )

A.此粒子必带正电荷

B.A点和B位于同一高度

C.离子在C点时机械能最大

D.离子到达B点后，将沿原曲线返回A点

Answer 1

【答案】ABC

【解析】

A. 从图中可以看出，上极板带正电，下极板带负电，带电粒子由静止开始向下运动，说明受到向下的电场力，可知粒子带正电。故A正确；

B. 离子具有速度后，它就在向下的电场力F及总与速度垂直并不断改变方向的洛仑兹力f作用下沿ACB曲线运动，因洛仑兹力不做功，电场力做功等于动能的变化，而离子到达B点时的速度为零，所以从A到B电场力所做正功与负功加起来为零。这说明离子在电场中的B点与A点的电势能相等，即B点与A点位于同一高度。故B正确；

C. 在由A经C到B的过程中，C点电势最低，此时粒子的电势能最小，由能量守恒定律可知，此时具有最大机械能。故C正确；

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D错误。