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,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,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
◎ 题目
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,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,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,电场强度的大小为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,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的作用.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30°角(如图所示)射入的质子,从离开磁场到达y轴所需要的时间. |
◎ 答案
(1)质子射入磁场后有qvB=m
得到v=
(2)质子沿x轴正向射入磁场后经
质子在磁场中运动周期T=
在磁场中运动的时间为t1=
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 r=
得到t2=
故t=t1+t2=
(3)质子在磁场中转过120°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 x1=r+rsin30°=1.5r 又x1=
则质子到达y轴所需时间为t2′= |