Question

如圖所示，設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，已知一離子在電場力和洛侖茲力的作用下，從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零，C點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，忽略重力，以下說法不正確的是（　　）

A．這離子必帶正電荷

B．A點(diǎn)和B點(diǎn)位于同一高度

C．離子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，將沿原曲線返回A

D．點(diǎn)離子在C點(diǎn)時(shí)速度最大

Answer 1

A、從圖中可以看出，上極板帶正電，下極板帶負(fù)點(diǎn)，帶電粒子由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)，說明受到向下的電場力，可知粒子帶正電．選項(xiàng)A正確．
B、離子具有速度后，它就在向下的電場力F及總與速度心垂直并不斷改變方向的洛侖茲力f作用下沿ACB曲線運(yùn)動(dòng)，因洛侖茲力不做功，電場力做功等于動(dòng)能的變化，而離子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為零，所以從A到B電場力所做正功與負(fù)功加起來為零．這說明離子在電場中的B點(diǎn)與A點(diǎn)的電勢能相等，即B點(diǎn)與A點(diǎn)位于同一高度．B選項(xiàng)正確．


C、只要將離子在B點(diǎn)的狀態(tài)與A點(diǎn)進(jìn)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(cè)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(cè)重現(xiàn)前面的曲線運(yùn)動(dòng)，因此，離子是不可能沿原曲線返回A點(diǎn)的．如圖所示．選項(xiàng)C錯(cuò)誤．
D、在由A經(jīng)C到B的過程中，在C點(diǎn)時(shí)，電勢最低，此時(shí)粒子的電勢能最小，由能量守恒定律可知此時(shí)具有最大動(dòng)能，所以此時(shí)的速度最大．選項(xiàng)D正確．
本題選錯(cuò)誤的，故選C．