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精英家教网光滑绝缘水平面上有一个带电质点正在以速度v向右运动.如果加一个竖直向下的磁感应强度为B匀强磁场,经过一段时间后,该质点的速度第一次变为与初始时刻的速度大小相等,方向相反;如果不加匀强磁场而改为加一个沿水平方向的电场强度为E匀强电场,经过相同的一段时间,该质点的速度也第一次变为与初始时刻的速度大小相等,方向相反,则
B
E
为(  )
A、
π
2v
B、
π
v
C、
2π
v
D、
2v
π
分析:加一个竖直向下的磁感应强度为B匀强磁场后质点在水平面做匀速圆周运动,经过半个周期时质点的速度第一次变为与初始时刻的速度大小相等,方向相反;
不加匀强磁场而改为加一个沿水平方向的电场强度为E匀强电场,质点做往复的匀变速直线运动,根据磁场中周期公式列出运动时间表达式;电场中由牛顿第二定律和运动学公式列出时间表达式,根据时间相等,联立即可求解.
解答:解:加磁场时质点在水平面做匀速圆周运动,运动周期为 T=
2πm
qB
,速度第一次变为与初始时刻的速度大小相等,方向相反所经历的时间为 t1=
T
2
=
πm
qB
;
加电场时做往复的匀变速直线运动,加速度大小为 a=
qE
m
,速度第一次变为与初始时刻的速度大小相等,方向相反所经历的时间为 t2=
2v
a
=
2v
qE
m
=
2mv
qE
;
由题意有:t1=t1;
联立以上三式解得:
B
E
=
π
2v

故选:A.
点评:本题关键要正确分析质点的运动情况,磁场中圆周运动的时间往往分析与周期的关系,电场中匀变速直线运动,运用动力学的基本方法:牛顿第二定律和运动学公式结合进行研究.
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