(2014?成都模拟)如图所示,abcd构成一个边长为L的正方形区域,在ac连线的右下方存在场强大小为E、方向

2025-05-14 05:57:43
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回答1:

(1)甲在电场中做类平抛运动,
由牛顿第二定律得:ay=

qE
m

水平方向:L=vt,竖直方向:L=
1
2
ayt2
解得:t=
2mL
qE
,v=
qEL
2m

(2)粒子运动轨迹如图所示:
设乙在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为R,周期为T
由牛顿第二定律得:qvB=m
v
R

根据运动的对称性,乙由a经b到达c点的运动轨迹如图所示,
其中x是每段圆弧轨迹对应的弦线长,设n为由a至b对应的圆弧段数L=nx,
由几何关系得:
2
R=x,R=
L
2
n

当n为奇数时,所有弧长对应的圆心角总和为:θ1=n
π
2
+n
2
=2nπ,
由a经b到达c点的总时间为t=
θ1
×
2πm
qB
=
2mL
qE
;B=nπ
2mE
qL
(n=1、2、3…),v
qEL
m

当n为偶数时,所有弧长对应的圆心角总和为θ2=n
π
2
+n
π
2
=nπ,
由a经b到达c点的总时间为t=
θ2
×
2πm
qB
=
2mL
qE
,B=nπ
mE
2qL
(n=2、4、6…),v=
π
2
qEL
m

答:(1)甲的速率v和甲从a到c经历的时间t=
2mL
qE

(2)当n为奇数时,速率:v
qEL
m
,磁感应强度:B=nπ
2mE
qL
(n=1、2、3…);
当n为偶数时,速率v=
π
2
qEL
m
,磁感应强度:B=nπ