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:
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(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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