题目

如图甲所示，水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷的正电荷置于电场中的O点由静止释放，经过×10—5s时间以后电荷以v0=1.5×l04m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场，磁场方向与纸面垂直，磁感应强度B按图乙所示规律周期性变化（图乙中磁场以垂直纸面向外为正．以电荷第一次通过MN时为t=0时刻）．不考虑磁场变化产生的电场．求：     （1）匀强电场的电场强度E；     （2）×10-5s时刻电荷与O点的水平距离；     （3）如果在O点正右方d= 32cm处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板的时间． 答案：解：（1）电荷在电场中做匀加速运动，（1分） 又（1分） 解得（1分） （2）粒子进入磁场后做匀速圆周运动，     （1分） 由题知，在的时间内，粒子正好从图中的A点进入磁场，并在磁场中转半周从B点回到电场， 根据，可得（1分） 粒子再次进电场后先向下减速至0，在向上加速至v0回磁场，其中在电场中来回的时间为即粒子在时再次进入磁场（1分） 粒子进磁场后做匀速圆周运动，（1分） 由题知，在的时间内，粒子正好从图中的B点进入磁场，并在磁场中转半周从C点回到电场，，可得（1分） 此后粒子再次进入电场减速重复以上运动，至时，粒子回到C点， 故粒子与O点间的水平距离为（1分）      解得（1分） （3）从粒子第一次进磁场开始计时，设粒子在复合场中运动的周期为T0，则 （2分） 由题可知，粒子运动6T0后进入磁场偏转打在挡板上，第7次在B1中偏转时的轨迹如图, 设6T0时到D点，D点距A点为6x0=24cm（1分） 设MN与板交与G点，轨迹圆与板交与F点，所以 OG=3cm，OF=5cm， 所以cos∠FOG=0.6，所以∠FOG=530（1分） 所以，（1分） 解得（1分）

查看本题答案和解析