Question

【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點

Answer 1

【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．之后粒子會繼續向右重復由在由a經c到b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、根據動能定理知，洛倫茲力不做功，在A到B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點的狀態與a點進行比較，就可以發現它們的狀態（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域，離子就將在b之右側重現前面的曲線運動，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．