题目内容

某空间存在一个变化的电场和另一个变化的磁场,电场大小变化如图甲所示,磁场变化如图乙所示.已知电场方向由B指向C,如图丙所示.在A点,从t=1 s(即1 s末)开始,每隔2 s就有一个相同的带电粒子(不计重力)沿AB方向以速度v射入(ABBC),这些粒子均能击中C点.已知AC=2BC=2d,且粒子从A点运动到C点的时间小于1 s,求:

(1)图象中的E0B0的比值;

(2)磁场方向;

(3)从t=0开始第二个粒子击中C点的时刻.

答案:
解析:

设计意图:本题考查了带电粒子在变化电磁场中的运动情况,使所学知识更加具  体化.

解析:(1)第1 s末释放的第一个粒子,从A点运动到C点的过程中,仅受洛伦兹力作用,由几何关系求得R=2d,有:

B0qv=m=m                                                                                                 

第3 s末释放的第二个粒子,从A运动到C点的过程中,仅受电场力作用,沿BC的方向做匀加速直线运动,有d=·t2                                                                                                                                           

沿AB方向做匀速直线运动,有:

vt=                                                                                                      ③

由①②③得:E0/B0=v

(2)第二个带电粒子在仅受由B指向C的电场力作用下,能从A运动到C点,可以断定粒子必带正电荷.第一个粒子仅在洛伦兹力作用下能由A运动到C点,由左手定则可判定磁场方向垂直纸面向外.

(3)第3 s末释放的第二个粒子,从A运动到C点经历的时间由③式求得t=d/v,所以第二个粒子到达C点的时刻为:

t3=3+t=3+

易错点:不能正确利用几何关系求出轨道半径R的大小是造成错解的主要原因.

答案:(1)v

(2)垂直纸面向外

(3)3+


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