问题 计算题

如图a所示,两竖直线所夹区域内存在周期性变化的匀强电场与匀强磁场,变化情况如图b、c所示,电场强度方向以y轴负方向为正,磁感应强度方向以垂直纸面向外为正。t=0时刻,一质量为m、电量为q的带正电粒子从坐标原点O开始以速度v0沿x轴正方向运动,粒子重力忽略不计,图b、c中,B0已知.要使带电粒子在0~4nt0(n∈N)时间内一直在场区运动,求:

(1) 在给定的坐标上画出带电粒子在0~4t0时间内的轨迹示意图,并在图中标明粒子的运动性质;

(2) 在t0时刻粒子速度方向与x轴的夹角;

(3) 右边界到O的最小距离;

(4) 场区的最小宽度。

答案

(1)见解析;(2)与x轴成370夹角;(3);(4)

题目分析:(1)(5分)

评分说明:图正确1分,运动性质每个1分。

(2)粒子做类平抛运动

                             (1分)

      (1分)

                              (1分)

则t0时刻粒子速度方向与x轴的夹角为37〬(1分)

(3)如图所示:

粒子作类平抛运动的水平位移

                  (1分)

有几何关系可知                 (1分)

根据牛顿第二定律                            (1分)

其中                         (1分)

右边界到O点的距离最小值为      (1分)

(4)每隔时间4t0,粒子向左平移                         (1分)

4nt0时刻,粒子与O点在x方向相距            (1分)

根据牛顿第二定律                        (1分)

则左侧场区边界离O点的距离为

            (2分)

故在0~4nt0时间内,场区的宽度至少为

               (1分)

选择题
问答题