Question

如图所示，两极板间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，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，以下说法错误的是（     ）

A. 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点时，将沿原曲线返回A点

Answer

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，离子由静止释放（不考虑重力），在电场力的作用下会沿电场向下运动，说明受到向下的电场力，可知离子带正电，故选项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，故选项B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，故选项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．故选项D错误．

本题选错误的，故选D．

考点：本题考查了带电粒子在混合场中运动的问题，意在考查考生对洛仑兹力、电场力、电势和电势能的理解及动能定理和能量守恒定律的应用．