题目内容
如图所示,真空中有以(r,0)为圆心,半径为r的圆形匀强磁场区域,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,在y= r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,且质子在磁场中的偏转半径也为r,已知质子的电荷量为q,质量为m,不计重力、粒子间的相互作用力及阻力。求:

(1)质子射入磁场时速度的大小;
(2)沿x轴正方向射入磁场的质子,到达y轴所需的时间;
(3)与x轴正方向成30o角(如图中所示)射入的质子,到达y轴的位置坐标。

(1)质子射入磁场时速度的大小;
(2)沿x轴正方向射入磁场的质子,到达y轴所需的时间;
(3)与x轴正方向成30o角(如图中所示)射入的质子,到达y轴的位置坐标。
(1)
(2)
(3)(0,
)



试题分析:(1)质子射入磁场后做匀速圆周运动,有


(2)质子沿x轴正向射入磁场后经



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


(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


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


点评:处理方法不同:电场中粒子做类平抛运动,运用运动的合成与分解.在磁场中做匀速圆周运动,画轨迹,用牛顿定律和圆周运动知识处理.

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