如图所示,空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,一带电液滴从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达...
问题详情:
如图所示,空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,一带电液滴从静止开始自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,不计摩擦阻力,则以下说法中正确的是
A. 液滴一定带正电
B. 液滴在C点时的动能最大
C. 从A到C过程液滴的电势能增大
D. 从C到B过程液滴的机械能增大
【回答】
BCD
【解析】
带电液滴由静止开始,在电场力和重力的作用下会向下运动,在运动过程中,带电粒子会受到洛伦兹力,所以粒子会沿逆时针方向偏转,到达C点时,洛伦兹力方向向上,此时粒子具有最大速度,在之后的运动中,粒子的电势能会增加速度越来越小,到达B点时速度为零.除重力以外的力做的功等于机械能的变化量.
【详解】A、从图中可以看出,带电粒子由静止开始向下运动,说明重力和电场力合力向下,洛伦兹力指向弧内,根据左手定则可知,液滴带负电.故A错误.
B、从A到C的过程中,重力正功,而电场力做负功,洛伦兹力不做功,但合力仍做正功,导致动能仍增大,从C到B的过程中,重力做负功,电场力做正功,洛伦兹力不做功,但合力却做负功,导致动能减小,所以滴在C点动能最大.故B正确.
C、从A到C过程液滴克服电场力做功,故电势能增加,故C正确.
D、除重力以外的力做的功等于机械能的变化量,从C到B的过程中,电场力做正功,洛伦兹力不做功,机械能增大,故D正确.
故选BCD.
【点睛】带电粒子在复合场中运动问题的分析思路:
正确的受力分析
除重力、*力和摩擦力外,要特别注意电场力和磁场力的分析.
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.
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.
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.
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:专题六 电场和磁场
题型:多项选择