题目内容

(15分)如图所示,在xoy坐标系内存在周期性变化的电场和磁场,电场沿y轴正方向,磁场垂直纸面(以向里为正),电场和磁场的变化规律如图所示。一质量、电荷量的带电粒子,在t=0时刻以的速度从坐标原点沿x轴正向运动,不计粒子重力。求:

 (1)粒子在磁场中运动的周期;

 (2)时粒子的位置坐标;

 (3)时粒子的速度。

 

【答案】

(1)(2)(9.6×10-2m,-3.6×10-2m)(3)10m/s

【解析】(1)粒子在磁场中运动时    (2分)

    (1分)

解得      (1分)

(2)t=20×10-3s时粒子在坐标系内做了两个圆周运动和三段类平抛运动

水平位移    (1分)

竖直位移      (1分)

Eq=ma        (1分)

y=3.6×10-3s

故t=20×10-3s时粒子的位置坐标为(9.6×10-2m,-3.6×10-2m)(1分)

(3)t=24×103s时粒子的速度大小、方向与t=20×103s时相同,设与水平方向夹角为a(1分)

     (1分)

uy=3aT             (1分)

tana=           (1分)

解得u=10m/s        (1分)

与x轴正向夹角a为37º(或arctan)斜向右下方      (1分)

 

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