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(1)C点的坐标;

(2)离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间;

(3)离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角.

 

 

答案

1)磁场中带电粒子在洛仑兹力作用下做圆周运动,故有

           得                     

                                       3分

 

  粒子运动轨迹如图5所示,由几何知识知,

            3分   

故,C点坐标为(,0)              1分

(2)                                    1分

设粒子从A到C的时间为t1,由几何知识知:

                                1分

设粒子从进入电场到返回C的时间为t2,其在电场中做匀变速运动,

由牛顿第二定律和运动学公式,有

                                   1分

                                 1分

联立(6)(7)解得                  1分

设粒子再次进入磁场后在磁场中运动的时间为t3,由题意知

                              1分

故而,设粒子从A点到第三次穿越x轴的时间为

                 2分

(3)粒子从第三次过x轴到第四次过x轴的过程是在电场中做类平抛的运动,即沿着v0的方向(设为x′轴)以v0做匀速运动,沿着qE的方向(设为y′轴)做初速为0的匀加速运动即

                           2分

                         2分

                           1分

设离子第四次穿越x轴时速度的大小为v,速度方向与电场方向的夹角为α.

由图中几何关系知

                    

                           

                                 

综合上述得             1分

                      1分

 

解析:略

 

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