Question

如圖，在x>0的空間中，存在沿x軸方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=10N/C；在x<0的空間中，存在垂直xy平面方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T,一帶負(fù)電的粒子(比荷q/m=160C/kg)，在x=0.06m處的d點(diǎn)以v₀=8m/s的初速度沿y軸正方向開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)帶電粒子的重力。

求:(1)帶電粒子開始運(yùn)動(dòng)后第一次通過y軸的速度大小和方向；
(2)帶電粒子進(jìn)入磁場后經(jīng)多長時(shí)間返回電場；
(3)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的周期。

Answer 1

（1) v=16m/s，=60° (2)運(yùn)動(dòng)時(shí)間(3)周期T=t₁+t₂+t₃=

解析試題分析：（1)粒子在第一象限做類平拋運(yùn)動(dòng)，加速度a==1600m/s²,運(yùn)動(dòng)時(shí)間t₁=，
沿y軸方向的位移y=v₀t₁=m,粒子通過y軸進(jìn)入磁場時(shí)在x方向上的速度v_x=at₁=8m/s，v==16m/s，因此tan,即=60°
(2)粒子在第二象限以O(shè)´為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓弧所對的圓心角為2=120°，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t₂=T=
(3)粒子從磁場返回電場后的運(yùn)動(dòng)是此前由電場進(jìn)入磁場運(yùn)動(dòng)的逆運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t₃=t₁，粒子的速度變?yōu)関₀，此后得得前面的運(yùn)動(dòng)，可見，粒子在電、磁場中的運(yùn)動(dòng)具有周期性，其周期T=t₁+t₂+t₃=
考點(diǎn)：帶電粒子在混合場中的運(yùn)動(dòng)．
點(diǎn)評：本題主要考查了帶電粒子在混合場中運(yùn)動(dòng)的問題，要求同學(xué)們能正確分析粒子的受力情況，再通過受力情況分析粒子的運(yùn)動(dòng)情況，熟練掌握圓周運(yùn)動(dòng)及平拋運(yùn)動(dòng)的基本公式，難度適中．