零零教育信息网 首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 带电粒子在复合场中的运动 > 正文 返回 打印

设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图6所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动

网友投稿  2023-04-12 00:00:00  互联网

◎ 题目

设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图6所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动的最低点,忽略重力,以下说法中不正确的是
  
A.这离子必带正电荷 B.A点和B点位于同一高度
C.离子在C点时速度最大 D.离子到达B点后,将沿原曲线返回A点

◎ 答案

D

◎ 解析


试题分析:从图中可以看出,上极板带正电,下极板带负点,带电粒子由静止开始向下运动,说明受到向下的电场力,可知粒子带正电.选项A正确.
离子具有速度后,它就在向下的电场力F及总与速度心垂直并不断改变方向的洛仑兹力f作用下沿ACB曲线运动,因洛仑兹力不做功,电场力做功等于动能的变 化,而离子到达B点时的速度为零,所以从A到B电场力所做正功与负功加起来为零.这说明离子在电场中的B点与A点的电势能相等,即B点与A点位于同一高 度.B选项正确.
在由A经C到B的过程中,在C点时,电势最低,此时粒子的电势能最小,由能量守恒定律可知此时具有最大动能,所以此时的速度最大.选项C正确.
只要将离子在B点的状态与A点进行比较,就可以发现它们的状态(速度为零,电势能相等)相同,如果右侧仍有同样的电场和磁场的叠加区域,离子就将在B之右侧重现前面的曲线运动,因此,离子是不可能沿原曲线返回A点的.如图所示.选项D错误.

点评:带电粒子在复合场中运动问题的分析思路
  1.正确的受力分析
  除重力、弹力和摩擦力外,要特别注意电场力和磁场力的分析.
  2.正确分析物体的运动状态
  找出物体的速度、位置及其变化特点,分析运动过程.如果出现临界状态,要分析临界条件.
 带电粒子在复合场中做什么运动,取决于带电粒子的受力情况.
 (1)当粒子在复合场内所受合力为零时,做匀速直线运动(如速度选择器).
 (2)当带电粒子所受的重力与电场力等值反向,洛伦兹力提供向心力时,带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.
 (3)当带电粒子所受的合力是变力,且与初速度方向不在一条直线上时,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线,由于带电 粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区,因此粒子的运动情况也发生相应的变化,其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成.

◎ 知识点

    专家分析,试题“设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图6所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



http://www.00-edu.com/html/202304/444330.html十二生肖
十二星座