题目内容
如图所示,在平面直角坐标系的第一象限内存在匀强电场,场强沿y轴的负向;在y<0的空间中,存在磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向外.一带电量为q、质量为m的带正电粒子,从y轴的P1点以
的速度垂直y轴射人第一象限内,经过电场后从x轴上x=2h的P2点以
角射入x轴下方的匀强磁场.(重力不计)
1.求电场强度的大小;
2.带电粒子通过y轴下方的磁场偏转之后,打在x轴负向P3点并由该点射人第二象限内.如果当粒子进入第二象限的同时,在第二象限内加一方向与带电粒子速度方向相反的匀强电场,使得带电粒子在到达y轴之前速度减为0,然后又返回磁场中.
①在坐标系上大致画出带电粒子在第四次经过x轴以前的运动轨迹.
②求出带电粒子第四次经过x轴时的坐标及之前在磁场中运动的总时间.
1.![]()
2.
总=![]()
解析:(1)物块的加速度:
(2分)
小车的加速度
(2分)
(2)设经过时间t1二者的速度相等,由
(2分)
得
(1分)
(3)在开始1 s内小物块的位移
(1分)
1 s末速度
(1分)
在接下来的0.5s物块与小车相对静止,一起做加速运动,加速度
(2分)
这0.5s内的位移
(1分)
通过的总位移
(2分)
13.解:(1)在P2点有
(1分)
又
(1分)
(2分)
(1分)
由以上各式联立解得
(2分)
(2)①运动轨迹如图所示.(3分)
②粒子进入磁场时的速度
(1分)
由
得
(1分)
弦长
(1分)
则OP3间的距离
(1分)
由此得P4点的横坐标为![]()
由以上各式求得P4的坐标为
(1分)
由于带电粒子两次在磁场中运动的过程正好拼成一个完整的圆,所以在磁场中总的运动时间为
总=
(2分)