题目内容
在如图所示的空间坐标系中，y轴的左边有一匀强电场，场强大小为E，场强
方向跟y轴负向成30°，y的右边有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．现有一质子，以一定的初速度v0，在x 轴上坐标为x0=10cm处的A点，第一次沿x轴正方向射入磁场，第二次沿x轴负方向射入磁场，回旋后都垂直于电场方向射入电场，最后又进入磁场。求：
（1）质子在匀强磁场中的轨迹半径R；
（2）质子两次在磁场中运动时间之比
（3）若第一次射入磁场的质子经电场偏转后，恰好从第二次射入磁场的质子进入电场的位置再次进入磁场，试求初速度v0和电场强度E、磁感应强度B之间需要满足的条件。
方向跟y轴负向成30°，y的右边有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．现有一质子，以一定的初速度v0，在x 轴上坐标为x0=10cm处的A点，第一次沿x轴正方向射入磁场，第二次沿x轴负方向射入磁场，回旋后都垂直于电场方向射入电场，最后又进入磁场。求：
（1）质子在匀强磁场中的轨迹半径R；
（2）质子两次在磁场中运动时间之比
（3）若第一次射入磁场的质子经电场偏转后，恰好从第二次射入磁场的质子进入电场的位置再次进入磁场，试求初速度v0和电场强度E、磁感应强度B之间需要满足的条件。
（1）20cm （2）7∶1 （3）
（1）质子两次运动的轨迹如图所示，由几何关系可知
x0= Rsin30° （3分）
解得R= 2x0=20cm； （1分）
（2）第一次射入磁场的质子，轨迹对应的圆心角为θ1=210°，（2分）
第二次射入磁场的质子，轨迹对应的圆心角为θ2=30°（2分）
故，质子两次在磁场中运动时间之比为θ1∶θ2=7∶1 （1分）
（3）质子在磁场中做匀速圆周运动时，由
（2分）
得
（1分）
设第一次射入磁场的质子，从y轴上的P点进入电场做类平抛运动，从y轴上的Q点进入
磁场，由几何关系得，质子沿y轴的为移为
（2分）
质子的加速度
（1分）
沿电场方向
（1分）
垂直电场方向
（1分）
解得 （2分）
）
x0= Rsin30° （3分）
解得R= 2x0=20cm； （1分）
（2）第一次射入磁场的质子，轨迹对应的圆心角为θ1=210°，（2分）
第二次射入磁场的质子，轨迹对应的圆心角为θ2=30°（2分）
故，质子两次在磁场中运动时间之比为θ1∶θ2=7∶1 （1分）
（3）质子在磁场中做匀速圆周运动时，由
（2分）得
（1分）设第一次射入磁场的质子，从y轴上的P点进入电场做类平抛运动，从y轴上的Q点进入
磁场，由几何关系得，质子沿y轴的为移为
（2分）质子的加速度
（1分）沿电场方向
（1分）垂直电场方向
（1分）解得
（2分））
练习册系列答案
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