問題詳情:
如圖所示,空間存在豎直向下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點沿曲線ACB運動,到達B點時速度為零,C點是運動的最低點,不計摩擦阻力,則以下説法中正確的是
A. 液滴一定帶正電
B. 液滴在C點時的動能最大
C. 從A到C過程液滴的電勢能增大
D. 從C到B過程液滴的機械能增大
【回答】
BCD
【解析】
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,在之後的運動中,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於機械能的變化量.
【詳解】A、從圖中可以看出,帶電粒子由靜止開始向下運動,説明重力和電場力合力向下,洛倫茲力指向弧內,根據左手定則可知,液滴帶負電.故A錯誤.
B、從A到C的過程中,重力正功,而電場力做負功,洛倫茲力不做功,但合力仍做正功,導致動能仍增大,從C到B的過程中,重力做負功,電場力做正功,洛倫茲力不做功,但合力卻做負功,導致動能減小,所以滴在C點動能最大.故B正確.
C、從A到C過程液滴克服電場力做功,故電勢能增加,故C正確.
D、除重力以外的力做的功等於機械能的變化量,從C到B的過程中,電場力做正功,洛倫茲力不做功,機械能增大,故D正確.
故選BCD.
【點睛】帶電粒子在複合場中運動問題的分析思路:
正確的受力分析
除重力、*力和摩擦力外,要特別注意電場力和磁場力的分析.
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.
帶電粒子在複合場中做什麼運動,取決於帶電粒子的受力情況.
當粒子在複合場內所受合力為零時,做勻速直線運動如速度選擇器.
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,帶電粒子在垂直於磁場的平面內做勻速圓周運動.
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,由於帶電粒子可能連續通過幾個情況不同的複合場區,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.
知識點:專題六 電場和磁場
題型:多項選擇