题目内容

如图1所示,宽度为d的竖直狭长区域内(边界为),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示),电场强度的大小为表示电场方向竖直向上.t=0时,一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域,沿直线运动到Q点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的N2点.Q为线段的中点,重力加速度为g.上述d、、m、v、g为已知量.

(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小;
(2)求电场变化的周期T;
(3)改变宽度d,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求T的最小值.

(1)   (2)  (3)?

解析试题分析: (1)微粒做直线运动,则

微粒做圆周运动,则

联立①②得

B=.④
(2)设微粒从N1运动到Q的时间为,做圆周运动的周期为,则


联立③④⑤⑥⑦得

电场变化的周期
.⑨
(3)若微粒能完成题述的运动过程,要求

联立③④⑥得
?
设N1Q段直线运动的最短时间为 min,由⑤⑩?得

不变,T的最小值

考点:此题考查粒子在复合场中的运动问题.
点评:运动与力是紧密联系的,通过运动情况研究物体受力情况是解决问题的一个重要思路.

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