首页 > 在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy，x轴沿水平方向，如图甲所示．第二象限内有一水平向右的匀强电场，场强为E1．坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场，-物理

在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy，x轴沿水平方向，如图甲所示．第二象限内有一水平向右的匀强电场，场强为E1．坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场，-物理

题目简介

在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy，x轴沿水平方向，如图甲所示．第二象限内有一水平向右的匀强电场，场强为E1．坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场，-物理

题目详情

在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy，x轴沿水平方向，如图甲所示．第二象限内有一水平向右的匀强电场，场强为E1．坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场，电场方向竖直向上，场强E2=
E1
2
，匀强磁场方向垂直纸面．处在第三象限的某种发射装置（图中没有画出）竖直向上射出一个比荷
q
m
=102C/kg的带正电的微粒（可视为质点），该微粒以v0=4m/s的速度从-x上的A点进入第二象限，并以v1=8m/s速度从+y上的C点沿水平方向进入第一象限．取微粒刚进入第一象限的时刻为0时刻，磁感应强度按图乙所示规律变化（以垂直纸面向外的磁场方向为正方向），g=10m/s2．试求：
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（1）带电微粒运动到C点的纵坐标值h及电场强度E1；
（2）+x轴上有一点D，OD=OC，若带电微粒在通过C点后的运动过程中不再越过y轴，要使其恰能沿x轴正方向通过D点，求磁感应强度B0及其磁场的变化周期T0为多少？
（3）要使带电微粒通过C点后的运动过程中不再越过y轴，求交变磁场磁感应强度B0和变化周期T0的乘积B0 T0应满足的关系？
题型：问答题难度：中档来源：不详

答案


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（1）将粒子在第二象限内的运动分解为水平方向和竖直方向，在竖直方向上做竖直上抛运动，在水平方向上做匀加速直线运动．
t=
v0
g
=0.4s．
h=
v0
2
t=0.8m．
ax=
v1
t
=2g，
则qE1=2mg，解得E1=0.2N/C．
（2）qE2=mg，所以带电的粒子在第一象限将做匀速圆周运动，设粒子运动圆轨道半径为R，周期为T，则qv1B0=m
v12
R
可得R=class="stub"0.08
B0
．
使粒子从C点运动到D点，则有：h=(2n)R=(2n)class="stub"0.08
B0
．
解得：B0=0.2n（T）（n=1，2，3…）．
T=class="stub"2πm
qB0
．
T0
2
=class="stub"T
4
，
T0=class="stub"T
2
=class="stub"πm
qB0
=class="stub"π
20n
(s)  (n=1，2，3…)．
（3）当交变磁场周期取最大值而粒子不再越过y轴时可作如图运动情形：
由图可知θ=class="stub"5π
6

T0≤class="stub"5
6
T=class="stub"5π
300B0
．
B0T0≤class="stub"π
60
(kg/C)．
答：（1）带电微粒运动到C点的纵坐标值h为0.8m．电场强度E1为0.2N/C．
（2）磁感应强度B0为B0=0.2n（T）（n=1，2，3…）．磁场的变化周期T0为T0=class="stub"T
2
=class="stub"πm
qB0
=class="stub"π
20n
(s)  (n=1，2，3…)．
（3）交变磁场磁感应强度B0和变化周期T0的乘积B0 T0应满足B0T0≤class="stub"π
60
(kg/C)．

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