题目
如图甲所示,在光滑绝缘的水平桌面上建立一xoy坐标系,平面处在周期性变化的电场和磁场中,电场和磁场的变化规律如图乙所示(规定沿+y方向为电场强度的正方向,竖直向下为磁感应强度的正方向).在t=0时刻,一质量为10g、电荷量为0.1C的带电金属小球自坐标原点O处,以v0=2m/s的速度沿x轴正方向射出.已知E0=0.2N/C、B0=0.2T.求:1.t=1s末速度的大小和方向;2.1s~2s内,金属小球在磁场中做圆周运动的半径和周期;3.在给定的坐标系中,大体画出小球在0到6S内运动的轨迹示意图。4.6s内金属小球运动至离x轴最远点的位置坐标.
答案: 1.=2.3.4.解析:(1)在0~1s内,金属小球在电场力作用下,在x轴方向上做匀速运动y方向做匀加速运动 (1分)1s末粒子的速度 (1分)设与x轴正方向的夹角为,则 = (1分) (2)在1s~2s内,粒子在磁场中做圆周运动,由牛顿第二定律 得m (1分) 粒子做圆周运动的周期 (1分) (3)粒子运动轨迹如图所示 ( 2分)(4))5s末粒子的坐标为x=v0t=6m y=at2/2=9m此时粒子y轴方向的速度:vy=qEOt/m=6m/s 合速度大小为(2分)第6s内粒子做圆周运动的半径( 2分)带电粒子在第6s内做圆周运动的轨迹如图所示 第6s内粒子运动至离x轴最远点坐标为( m ) (2分)其中(m ) (2分)其中