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

◎ 题目

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)

◎ 解析


试题分析:(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37?(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)

◎ 知识点

    专家分析,试题“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…”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。

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