Question

在豎直向下的勻強電場和水平方向的勻強磁場垂直相交的區域內，一帶電粒子從a點由靜止開始沿曲線abc運動到c點時，速度為零，b點是運動中能夠到達的最高點．如圖所示，若不計重力，下列說法中正確的是（　�。�

A．粒子一定帶正電，磁場方向垂直于紙面向里

B．粒子到達c點后將沿原路返回到a點

C．粒子到達b點時速率最小

D．a、c總處在同一條水平線上

Answer 1

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向上運動，在運動過程中，帶電粒子會受到洛倫茲力，所以粒子會沿順時針方向偏轉，到達b點時，洛倫茲力方向向下，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c點時速度為零．之后粒子會繼續向右重復由在由a經b到c的運動形式．

解答：解：A、粒子開始受到電場力作用而向上運動，受到向右的洛倫茲力作用，則知電場力方向向上，故離子帶負電．根據左手定則判斷磁場方向垂直于紙面向里．故A錯誤．
B、D將粒子在c點的狀態與a點進行比較，c點的速率為零，動能為零，根據能量守恒可知，粒子在c與a兩點的電勢能相等，電勢相等，則a、c兩點應在同一條水平線上．由于在a、c兩點粒子的狀態（速度為零，電勢能相等）相同，粒子就將在c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．故B錯誤，D正確．
C、根據動能定理得，離子從a運動到b點的過程電場力做功最大，則b點速度最大．故C錯誤．
故選D．

點評：本題主要考查了帶電粒子在混合場中運動的問題，要求同學們能正確分析粒子的受力情況，再通過受力情況分析粒子的運動情況，要注意洛倫茲力永不做功，難度適中．