Question

在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直相交的區(qū)域里，一帶電粒子從a點(diǎn)由靜止開始沿曲線abc運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，速度又變?yōu)榱悖琤點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)中能夠到達(dá)的最高點(diǎn)，如圖8-3-11所示.若不計(jì)重力，下列說法中正確的是（    ）

圖8-3-11

A.粒子肯定帶負(fù)電，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里

B. a、c點(diǎn)處在同一條水平線上

C.粒子通過b點(diǎn)時(shí)速率最大

D.粒子達(dá)到c點(diǎn)后將沿原路徑返回到a點(diǎn)

Answer 1

思路點(diǎn)撥：運(yùn)動(dòng)中的帶電粒子受電場(chǎng)力和洛倫茲力作用.根據(jù)題意，在a點(diǎn)時(shí)，粒子的速度為零，洛倫茲力為零，在電場(chǎng)力作用下，由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)，由于電場(chǎng)方向向下，可知粒子一定帶負(fù)電.電子運(yùn)動(dòng)起來以后向右偏轉(zhuǎn)，根據(jù)左手定則可以判斷磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里.所以，選項(xiàng)A是正確的.粒子在運(yùn)動(dòng)過程中，所受洛倫茲力方向總與粒子的運(yùn)動(dòng)方向垂直，洛倫茲力不做功，不改變粒子的運(yùn)動(dòng)速率，其作用只是改變速度方向.可見，粒子沿abc曲線運(yùn)動(dòng)過程中只有電場(chǎng)力做功.由a到b時(shí)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；由b到c時(shí)，電場(chǎng)力做負(fù)功，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能；帶電粒子在a點(diǎn)與c點(diǎn)的速度都為零，它在這兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等，即a、c點(diǎn)處在同一個(gè)等勢(shì)面上.所以，粒子通過b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大、速度最大；a、c點(diǎn)處在垂直于電場(chǎng)線的同一個(gè)水平面(等勢(shì)面)上.選項(xiàng)B、C也正確.粒子到達(dá)c點(diǎn)后，在應(yīng)重復(fù)原來由a經(jīng)b到c的運(yùn)動(dòng)過程中，不會(huì)沿原路徑返回.

答案：ABC