题目内容
【题目】如图所示,真空中平面直角坐标系xOy中有一以为圆心、半径为r的圆形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里,在的范围内,有方向沿x轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E。从O点向不同方向发射速率相同的质子,质子的运动轨迹均在纸面内,已知质子的电量为q,质量为m,质子在磁场中的偏转半径也为r,不计质子重力及其它阻力作用。求:
(1)质子进入磁场时速度v的大小;
(2)速度方向沿x轴正方向射入磁场的质子,到达y轴所需的时间t;
(3)速度方向与x轴正方向成角射入磁场的质子,到达y轴时的位置与原点O的距离。
【答案】(1);(2);(3)或 。
【解析】
(1)质子射入磁场后有
解得
(2)质子沿x轴正向射入磁场后经圆弧后以速度垂直于电场方向进入电场,质子在磁场中运动周期
在磁场中运动的时间为
质子进入电场后做类平抛运动,沿电场方向运动r后到达y轴,因此有
解得
故
(3)第一种情况:质子从第四象限射入,质子在磁场中转过角后垂直于电场线进入电场,从磁场射出时,横坐标
由
得质子在电场中运动时间
则出射点离坐标原点的距离为
第二种情况:质子从第一象限射入,质子在磁场中转过角后垂直于电场线进入电场,从磁场射出时,横坐标
同理可得质子在电场中运动时间
则出射点离坐标原点的距离为
练习册系列答案
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