题目内容

在图示区域中,x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直纸面向里,大小为B,含有一质子以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,质子在磁场中运动一段时间以后从C点进入x轴下方的匀强电场区域中,在C点速度方向与x轴正方向夹角为45°,该匀强电场的强度大小为E,方向与y轴夹角为45°且斜向左上方,已知质子的质量为m,电量为q,不计质子的重力,(磁场区域和电场区域足够大)求:

⑴C点的坐标.

⑵质子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间.

⑶质子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场E方向的夹角.(角度用反三角函数表示)

解:质子的运动轨迹如图⑴

Bqv0=mv02/R 得R=mv0/Bq            (1分)

       (3分)

       ⑵T=2πm/Bq                          (1分)

从A到C的运动时间    (2分)

       质子在电场中先作减速运动并使速度减为零,然后反向运动,在电场中运动的时间

                           (2分)

       质子从C运动到D的时间    (1分)

       所以,质子从A点出发到第三次穿越x轴所需时间

                       (2分)

       ⑶质子第三次穿越x轴后,在电场中作类平抛运动,由于v0与x负方向成45°角,所以第四次穿越x轴时,       得   (2分)

     则沿电场方向速度分量为 

     所以,速度的大小为       (2分)

     速度方向与电场E的夹角设为θ,如图所示,

     则                 (2分)

      

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