题目内容
【题目】在如图甲所示的平面坐标系内,有三个不同的静电场:第一象限内有固定在O点处的点电荷产生的电场E1(未知),该点电荷的电荷量为
,且只考虑该点电荷在第一象限内产生电场;第二象限内有水平向右的匀强电场E2(未知);第四象限内有大小为
,方向按图乙周期性变化的电场E3,以水平向右为正方向,变化周期
。一质量为m,电荷量为+q的离子从(-x0,x0)点由静止释放,进入第一象限后恰能绕O点做匀速圆周运动。以离子到达x轴时为计时起点,已知静电力常量为k,不计离子重力。求:
(1)离子在第一象限运动时的速度大小;
(2)第二象限电场强度E2的大小;
(3)当
时,离子的坐标。(
)
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【答案】(1)
(2)
(3)![]()
【解析】
(1)设离子在第一象限的速度为v0.在第一象限内,由库仑力提供离子圆周运动的向心力有:
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解得:
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(2)在第二象限内,只有电场力对离子做功,由动能定理得:
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解得:
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(3)
时,离子在x方向的速度
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所以一个周期内,离子在x方向的平均速度:
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每个周期离子在x方向前进
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因为开始计时时离子坐标为x0,所以nT时,离子的横坐标为
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纵坐标为
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在nT时离子的坐标为:![]()
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