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國小教甄|自然科學自然科學109 年第 58 題單選題

帶正電的粒子以初速 v 由地表向正上方拋射,運動區域可加入一垂直於初速的均勻磁場如右圖所示。以下敘述何者正確?

題目圖片
A有加磁場的情況下,粒子運動軌跡為正圓
B有加磁場的情況下,磁力及重力都對粒子作功
C有加磁場的情況下,粒子會落回原地
D沒加磁場時粒子可達到的最高高度比有加磁場時高正確答案
答案與詳解
D
正確答案
磁力不作功但會改變速度方向,使粒子在最高點仍具有水平動能,導致重力位能與最大高度降低。

逐選項解析

A有加磁場的情況下,粒子運動軌跡為正圓✕ 錯誤
粒子同時受重力與磁力作用,且重力會改變速度大小,因此軌跡並非正圓。
B有加磁場的情況下,磁力及重力都對粒子作功✕ 錯誤
磁力方向恆與粒子速度方向垂直,因此磁力對粒子不作功,僅重力作功。
C有加磁場的情況下,粒子會落回原地✕ 錯誤
D沒加磁場時粒子可達到的最高高度比有加磁場時高✓ 正確

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