Question

如圖所示，兩極板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洛倫茲力的作用下，從靜止開始自A點沿曲線ACB運動，到達B點時速度為零，C點是運動的最低點，忽略重力，以下說法錯誤的是（     ）

A. 離子必帶正電荷

B. A點和B點位于同一高度

C. 離子在C點時速度最大

D. 離子到達B點時，將沿原曲線返回A點

 

Answer 1

【答案】

D

【解析】

試題分析：從圖中可以看出，上極板帶正電，下極板帶負點，離子由靜止釋放（不考慮重力），在電場力的作用下會沿電場向下運動，說明受到向下的電場力，可知離子帶正電，故選項A正確；離子具有速度后，它就在向下的電場力F及總與速度垂直并不斷改變方向的洛侖茲力f作用下沿ACB曲線運動，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B點時的速度為零，所以從A到B電場力所做正功與負功加起來為零．這說明離子在電場中的B點與A點的電勢能相等，即B點與A點位于同一高度，故選項B正確； 在由A經(jīng)C到B的過程中，在C點時，電勢最低，此時粒子的電勢能最小，由能量守恒定律可知此時具有最大動能，所以此時的速度最大，故選項C正確；只要將離子在B點的狀態(tài)與A點進行比較，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之右側重現(xiàn)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．故選項D錯誤．

本題選錯誤的，故選D．

考點：本題考查了帶電粒子在混合場中運動的問題，意在考查考生對洛侖茲力、電場力、電勢和電勢能的理解及動能定理和能量守恒定律的應用．