题目内容
如图a所示,水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场,现将一重力不计、比荷
的正电荷置于电场中的O点由静止释放,经过
后,电荷以
的速度通过MN进入其上方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图b所示规律周期性变化(图b中磁场以垂直纸面向外为正,以电荷第一次通过MN时为t=0时刻).
![]()
(1)求匀强电场的电场强度E;
(2)求图b中
时刻电荷与O点的水平距离;
(3)如果在O点右方d=68cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间。![]()
(1)
(2)4cm(3)![]()
解析试题分析:(1)电荷 在电场中做匀加速直线运动,设其在电场中运动的时间为
,有:
解得:![]()
(2)当磁场垂直纸面向外时,电荷运动的半径为:
,
周期
;![]()
当磁场垂直纸面向里时,电荷运动的半径为:
,
周期![]()
故电荷从t=0时刻开始做周期性运动,其
运动轨迹如图甲所示
时刻电荷与O点的水平距离
(3)电荷第一次通过MN开始,其运动的周期
,![]()
根据电荷的运动情况可知,电荷到达挡板前运动的完整周期数
为15个,此时电荷沿MN运动的距离
,则最后8cm的距离如图乙所示,有:
。
解得:
,故电荷运动的总时间![]()
考点:考查带电粒子在复合场中的运动
点评:处理带电粒子在交替复合场中的运动问题时,先要明确粒子在各场中的运动类型和轨迹,把粒子在单独的场中的运动规律加以应用,把较复杂的运动轨迹问题分解为几个独立的偏转过程单独分析
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