Question

取空間中的一點為坐標原點在豎直平面建立直角坐標系，以水平向右為x軸正方向，豎直向上為y軸正方向，如圖所示。

已知第一象限的空間內存在某一未知場。有一不計重力的帶正電粒子自（0，b）點以一定速度垂直y軸進入第一象限，最終自（a, 0）點垂直x軸射出第一象限。（a＞b）憑借以上已知條件，判斷以下三個場是否可能是該未知場，若判斷“可能”，則猜測該帶電粒子在第一象限的運動軌跡（諸如“直線”、“圓”、“橢圓”、“拋物線”、“雙曲線”、“螺旋線”等等）；若判斷“不可能”，則說明理由。

猜測一：垂直豎直平面（紙面）向外的勻強磁場。

猜測二：豎直向下的勻強電場。

猜測三：由x軸上某點負點電荷所形成的電場。

Answer 1

【答案】如解析

【解析】

猜測一不可能，因為若存在勻強磁場時粒子做勻速圓周運動，ab段軌跡應是以O點為圓心的圓弧，由題a＞b，所以不可能；

猜測二不可能，因為若存在豎直向下的勻強電場，粒子做類平拋運動，水平方向做勻速直線運動，速度方向不可能沿-y軸方向；

猜測三不可能，因為若存在由x軸上某點負點電荷所形成的電場，若該負電荷不可能在原點O，因為該負電荷在原點O處，粒子做勻速圓周運動，應有a=b，與題不符，所以不可能；

若粒子不在原點O，粒子的軌跡是橢圓的一部分，速度不可能垂直于x軸向下。

【考點】帶電粒子在勻強磁場中的運動；牛頓第二定律；向心力