Question

如圖所示空間存在著豎直向上的勻強電場和垂直紙面向外的勻強磁場，一帶電液滴從靜止開始自A沿曲線ACB運動到B點時，速度為零，C是軌跡的最低點，以下說法中正確的是（ ）
A．滴帶負電
B．滴在C點動能最大
C．若液滴所受空氣阻力不計，則機械能守恒
D．液滴在C點機械能最大

Answer 1

【答案】分析：帶電液滴由靜止開始，在電場力和重力的作用下會向下運動，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．除重力以外的力做的功等于機械能的變化量．
解答：解：A、從圖中可以看出，帶電粒子由靜止開始向下運動，說明重力和電場力的合力向下，洛倫茲力指向弧內，根據左手定則可知，液滴帶負電．故A正確．
B、從A到C的過程中，重力和電場力都做正功，洛倫茲力不做功，動能增大，從B到C的過程中，重力和電場力都做負功，洛倫茲力不做功，動能減小，所以滴在C點動能最大．故B正確．
C、液滴除重力做功外，還有電場力做功，機械能不守恒，故C錯誤；
D、除重力以外的力做的功等于機械能的變化量，從A到C的過程中，電場力都做正功，洛倫茲力不做功，機械能增大，從B到C的過程中，電場力都做負功，洛倫茲力不做功，機械能減小，所以液滴在C點機械能最大．故D正確．
故選ABD．
點評：帶電粒子在復合場中運動問題的分析思路
1．正確的受力分析
除重力、彈力和摩擦力外，要特別注意電場力和磁場力的分析．
2．正確分析物體的運動狀態
找出物體的速度、位置及其變化特點，分析運動過程．如果出現臨界狀態，要分析臨界條件．
帶電粒子在復合場中做什么運動，取決于帶電粒子的受力情況．
（1）當粒子在復合場內所受合力為零時，做勻速直線運動（如速度選擇器）．
（2）當帶電粒子所受的重力與電場力等值反向，洛倫茲力提供向心力時，帶電粒子在垂直于磁場的平面內做勻速圓周運動．
（3）當帶電粒子所受的合力是變力，且與初速度方向不在一條直線上時，粒子做非勻變速曲線運動，這時粒子的運動軌跡既不是圓弧，也不是拋物線，由于帶電粒子可能連續通過幾個情況不同的復合場區，因此粒子的運動情況也發生相應的變化，其運動過程也可能由幾種不同的運動階段所組成．