题目内容

【题目】如图甲所示,空间存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,磁场方向垂直于纸面向里.在t=0时刻,一质量为m,电荷量大小为q的带正电粒子在O点垂直于电场、磁场以初速度v0竖直向上射入正交的电场和磁场,开始时,粒子向上做一段直线运动,不计粒子受到的重力.电场强度的变化规律如图乙所示(E0未知).磁场的磁感应强度变化规律如图丙所示,求:

(1)电场强度E0的大小及粒子开始时做直线运动的位移大小;

(2)t=3t0时刻.粒子离O点的距离及粒子的速度大小

【答案】(1), x1v0t0 (2),

【解析】(1)结合图乙、丙可知,时间内,粒子做直线运动,设磁感应强度大小为则有:

解得:

粒子在这段时间内向上直线运动的位移大小为

(2)时间内,粒子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得

解得:

粒子在磁场中铸匀速运动的周期为

因此粒子在这段时间里刚好运动半周

时间内,粒子做类平抛运动,粒子沿电场方向运动的加速度为

竖直方向的位移为

水平方向的位移为

因此在时刻,粒子离O点的距离为

沿电场方向的速度为

故粒子的速度大小为

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