粒子水平飞入电场,水平方向有:x2=vt2 竖直方向上满足:y2=y1+a=2m 答案:(1)

-7

(1分)

(2分)

m (2)4.40×10s (3)见解析

12.(能力挑战题)(2014·厦门模拟)(18分)如图甲所示,在xOy坐标平面y轴左侧有一速度选择器,速度选择器中的匀强电场方向竖直向下,两板间的电压为U,距离为d;匀强磁场磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里。xOy坐标平面的第一象限(包括x、y轴)内存在磁感应强度大小为B0、方向垂直于xOy平面且随时间做周期性变化的匀强磁场,如图乙所示(磁场方向选垂直xOy平面向里为正)。一束比荷不同的带正电的粒子恰能沿直线通过速度选择器,在t=0时刻从坐标原点O垂直射入周期性变化的磁场中。部分粒子经过一个磁场变化周期T0后,速度方向恰好沿x轴正方向。不计粒子的重力,求

:

(1)粒子进入周期性变化的磁场的速度v;

(2)请用三角板和圆规作出经一个磁场变化周期T0后,速度方向恰好沿x轴正方向,且此时纵坐标最大的粒子的运动轨迹,并求出这种粒子的比荷;

(3)在(2)中所述的粒子速度方向恰好沿x轴正方向的纵坐标y。 【解析】(1)粒子沿直线通过速度选择器有: qvB=q 故v=

(2)满足条件的粒子的运动轨迹如图所示。

(2分)

①(3分) ②(1分)

设粒子在磁场中运动半径为R,由几何关系得:sinθ= ③(2分)