题目内容

【题目】如图1所示,宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2),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E0,E>0表示电场方向竖直向上.t=0时,一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域,沿直线运动到Q点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的N2点.Q为线段N1N2的中点,重力加速度为g.上述d、E0、m、v、g为已知量.

(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小;

(2)求电场变化的周期T;

【答案】(1); (2)

【解析】

根据物体的运动性质结合物理情景确定物体的受力情况.再根据受力分析列出相应等式解决问题.

(1)微粒从N1沿直线运动到Q点的过程中,受力平衡

则mg+qE0=qvB

微粒做圆周运动,则mg=qE0

联立以上两式解得:

(2)设微粒从N1运动到Q的时间为t1,作圆周运动的周期为t2,则

微粒做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力:

或者直接由 得

联立以上各式解得:

电场变化的周期

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