(1)设粒子的初速度为v0,粒子从S点到N点时有:(3分)
当PQ两板的电压为时:(2分) 得:(1分)
代入得:(2分)
(2)解法一:粒子在磁场中做圆周运动,由洛仑兹力和牛顿运动定律
有 (2分)得:(1分)
粒子做圆周运动的圆心必在过M点并垂直于x轴的直线ME上;同时这个轨迹经过C点,所以轨迹的圆心也一定在MC的垂直平分线EF上,这样ME与EF的交点E就是轨迹的圆心,ME就是轨迹的半径r.过C点作MB的垂线与MB交于H点,则△MEF∽△CMH
有:(2分)
由 ∠CDB=45°
得CH=OD-OC45° (1分)
MH (1分)
(1分)
MFMC
联立可得:(2分)
解法二:粒子在磁场中做圆周运动,由牛顿运动定律有
(2分)
得到:(1分)
粒子做圆周运动的圆心必在过M点并垂直于x轴的直线ME上;同时这个轨迹经过C点,所以轨迹的圆心也一定在MC的垂直平分线EF上,这样ME与EF的交点E就是轨迹的圆心,ME就是轨迹的半径r.过C点作MB的垂线与MB交于H点.
圆的轨迹方程为:(3分)
C点坐标为:(1分)
(1分)
代入圆的轨迹方程得:(2分)
【参考答案】