Question

空間存在豎直向下的勻強電場和水平方向（垂直紙面向里）的勻強磁場，如圖所示，已知一離子在電場力和洛侖茲力共同作用下，從靜止開始自A點沿曲線ACB運動，到達B點時速度為零，C為運動的最低點．不計重力，則（　　）

A．該離子帶負電

B．A、B兩點位于同一高度

C．C點時離子速度最小

D．離子到達B點后，將沿原曲線返回A點

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．

解答：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、根據動能定理得，離子運動到C點電場力做功最大，則速度最大．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．
故選B．

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．