题目内容
【题目】（14分）如图所示，真空中有以
为圆心，半径为
的圆形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为
，方向垂直于纸面向里，在
的虚线上方足够大的范围内，有方向水平向左的匀强电场，电场强度的大小为
，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，且质子在磁场中的偏转半径也为，已知质子的电荷量为
，质量为
，不计重力、粒子间的相互作用力及阻力的作用。求：
（1）质子射入磁场时速度的大小；（3分）
（2）沿与x轴正方向成
角射入磁场的质子，到达y轴所需的时间以及到y轴的位置坐标。（11分）
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
（1）质子射入磁场后做匀速圆周运动，有
得
(2分)
（2）质子沿x轴正向射入磁场后经
圆弧后以速度v垂直于电场方向进入电场，在磁场中运动周期
在磁场中运动的时间
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
所求时间为
(3分)
（3）质子在磁场中转过120o角后从P点垂直于电场线进入电场，
如图所示。P点距y轴的距离
其中
得质子到达y轴所需时间为
在y方向质子做匀速直线运动，因此有
质子到达y轴的位置坐标为（0，
） （2分）
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