题目内容
（2010·安徽卷）23.(16分)如图1所示，宽度为
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。
时，一带正电、质量为
的微粒从左边界上的
点以水平速度
射入该区域，沿直线运动到
点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的
点。为线段
的中点，重力加速度为g。上述、、、、
为已知量。
(1)求微粒所带电荷量
和磁感应强度
的大小；
(2)求电场变化的周期
；
(3)改变宽度，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求的最小值。
（1）
（2）
(3)
【解析】
（1）微粒作直线运动，则
①
微粒作圆周运动，则 
②
联立①②得
③
④
（2）设粒子从N1运动到Q的时间为t1，作圆周运动的周期为t2，则
⑤
⑥
⑦
联立③④⑤⑥⑦得
⑧
电场变化的周期
⑨
（3）若粒子能完成题述的运动过程，要求
d≥2R (10)
联立③④⑥得
（11）
设N1Q段直线运动的最短时间为tmin，由⑤（10）（11）得
因t2不变，T的最小值
高处由静止开始自由下落，再进入磁场，最后落到地面。运动过程中，线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为
、
，在磁场中运动时产生的热量分别为
、
。不计空气阻力，则（ ）
B．
D．
