(1)电荷在电场中做匀加速直线运动,设其在电场中运动的时间为t1,有: v0=at0 Eq=ma 解得:v0=•t0=•Et0=106××104×1×10-5m/s=π×104m/s; (2)当磁场垂直纸面向外B1=T时,电荷运动的半径:r1= 代入数据得:r1=0.2m 周期T1= 代入数据得:T1=4×10-5s 当磁场B2=时,电荷运动的半径:r2= 代入数据得:r2=0.1m 周期T2= 代入数据得:T2=2×10-5s 故电荷从t=0时刻开始做周期性运动,其运动轨迹如图1所示.
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200114/20200114222429-13971.png) t=2×10-5s时刻电荷先沿大圆轨迹运动四分之一周期,然后再沿小圆弧运动半个周期,与P点的水平距离:△d=r1=0.2m; (3)电荷从第一次通过MN开始,其运动的周期为:T=6×10-5 s,每一个周期内沿PN的方向运动的距离为0.4=40cm,故电荷到达挡板前运动的完整的周期数为2个,沿PN方向运动的距离为80cm,最后25cm的距离如图2所示,设正电荷以α角撞击到挡板上,有: r1+r2cosα=0.25m 代入数据解得:cosα=0.5,即α=60° 故电荷运动的总时间:t总=t0+2T+T1+•T2 代入数据解得:t总=1.42×10-5s 答:(1)电荷进入磁场时的速度为π×104m/s.(2)t=2×10-5s时刻电荷与P点的水平距离为20cm.(3)电荷从O点出发运动到挡板所需的时间为1.42×10-4s. |