如图所示,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(如图所示),电场强度的大小为E0,E>0表示电场方向竖直向上.
◎ 题目
如图所示,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,做二次完整的圆周运动(其轨迹恰好不穿出边界L1),以后可能重复该运动形式,最后从边界L2穿出.重力加速度为g,上述d、E0、m、v、g为已知量. (1)求该微粒通过Q点瞬间的加速度; (2)求磁感应强度B的大小和电场变化的周期T; (3)若微粒做圆周运动的轨道半径为R,而d=4.5R,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求微粒所用的时间. |
◎ 答案
(1)a=2g(2)(3) |
◎ 解析
(1)(7分)微粒从N到Q,因做直线运动:mg+qE0=qvB (2分) 微粒做圆周运动,则mg=qE0 (2分) 在Q点: (2分) 所以:a=2g (1分 ) (2)(8分)由mg+qE0=qvB和mg=qE0则:B= (2分) 设微粒从N1运动到Q的时间为t1,做圆周运动的周期为t2, 因微粒恰好没穿出L1边界,则 R=vt1 (1分) 又qvB=m (1分) 2πR=vt2 (1分) 联立得电场变化的周期T=t1+2t2=+2= (3分) (3)(5分)若d=4.5R据题意可画出微粒如图的运动轨迹。 从图知:用(2)问的物理量可表示为“ t=3T+ t1+t2 =3()++ = |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,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(如图所示),电场强度的大小为E0,E>0表示电场方向竖直向上.…”主要考查了你对 【带电粒子在复合场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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