题目内容
（2011?潍坊模拟）在如图所示的平面直角坐标系xOy中，存在沿x方向按如图所示规律周期性变化的匀强电场，沿x轴正向为正，沿垂直于xOy平面指向纸里的方向中存在按如图所示规律周期性变化的匀强磁场，坐标原点O处有带正电的粒子，从t=0时刻无初速释放，已知粒子的质量m=5×10-10kg，电荷量q=1×10-6C，不计粒子的重力，求：
（1）t=0.25×10-3s时粒子的速度及位置；
（2）t=1×10-3s时粒子的位置坐标；
（3）t=8×10-3时粒子的速度．
（1）t=0.25×10-3s时粒子的速度及位置；
（2）t=1×10-3s时粒子的位置坐标；
（3）t=8×10-3时粒子的速度．
分析：带电粒子在周期性交替出现的匀强电场与匀强磁场中运动，由题意可得：当粒子在匀强电场中时是被直线加速，当在匀强磁场中时恰好完成半个周期，再次进入电场被直线加速后，又在磁场中被偏转完成半个周期．
解答：解：（1）在第一个t0=0.25×10-3s内粒子的加速度a满足：qE=ma
末速度v1=at0=5m/s 沿x轴正向运动L1=
t0=6.25×10-4m
（2）在0.25×10-3s到0.5×10-3s内粒子做匀速圆周运动，T=
=0.5×10-3s
故粒子在0.25×10-3s内运动了半个圆周，而圆周运动的半径R1=
在0.5×10-3s到0.75×10-3s内粒子沿x轴负向匀加速运动，
末速度大小v2=v1+at0=2v1 位移大小L2=
t0=3L1
在0.75×10-3s到1×10-3s内粒子做匀速圆周运动，R2=
=2R1
末位置坐标：x=-（L2-L1）=-1.25×10-3m y=-（2R2-2R1）=-8×10-4m
（3）粒子在8×10-3s内16次加速，每次速度增加v1，
故：v=16v1=80m/s
方向沿x轴正向
末速度v1=at0=5m/s 沿x轴正向运动L1=
| v1 |
| 2 |
（2）在0.25×10-3s到0.5×10-3s内粒子做匀速圆周运动，T=
| 2πm |
| Bq |
故粒子在0.25×10-3s内运动了半个圆周，而圆周运动的半径R1=
| mv1 |
| Bq |
在0.5×10-3s到0.75×10-3s内粒子沿x轴负向匀加速运动，
末速度大小v2=v1+at0=2v1 位移大小L2=
| v1+v2 |
| 2 |
在0.75×10-3s到1×10-3s内粒子做匀速圆周运动，R2=
| mv2 |
| Bq |
末位置坐标：x=-（L2-L1）=-1.25×10-3m y=-（2R2-2R1）=-8×10-4m
（3）粒子在8×10-3s内16次加速，每次速度增加v1，
故：v=16v1=80m/s
方向沿x轴正向
点评：此处带电粒子的运动形如回旋加速器中的粒子运动：粒子在电场中被加速，在磁场中被偏转，当再次进入电场时，恰好又被加速．
练习册系列答案
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