如圖所示，真空中有以（r，0）為圓心，半徑為 r 的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場的磁感應(yīng)強度大小為 B ，方向垂直于紙面向里，在 y = r 的虛線上方足夠大的范圍內(nèi)，有水平向左的勻強電場，電場強度的大小為 E ，現(xiàn)在有一質(zhì)子從 O 點沿與 x 軸正方向斜向下成 30o 方向（如圖中所示）射入磁場，經(jīng)過一段時間后由M點（圖中沒有標出）穿過y軸。已知質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為 r ，質(zhì)子的電荷量為 e ，質(zhì)量為 m ，不計重力 、阻力。

求：（1） 質(zhì)子運動的初速度大小

（2）M點的坐標

   （3）質(zhì)子由O點運動到M點所用時間

解：（1）質(zhì)子在磁場做勻速圓周運動有

            ∴ 得v =          （2分）

      （2）質(zhì)子在磁場和電場中運動軌跡如圖所示，質(zhì)子在磁場中轉(zhuǎn)過 120°角后，從 P 點再勻速運動一段距離后垂直電場線進入電場，由幾何關(guān)系得

 P 點距 y 軸的距離為 x2 = r + rsin30o = 1．5 r

           質(zhì)子在電場中做類平拋運動所以有

              ①

             ②

         由①②得

        M點的縱坐標

        所以M點坐標為            （5分）

（3）質(zhì)子在磁場中運動時間

由幾何關(guān)系得P點的縱坐標

所以質(zhì)子勻速運動時間

質(zhì)子由O點運動到M點所用時間

                                                   （5分）

 


練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，真空中有以O(shè)′為圓心，r為半徑的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度為B．圓的最下端與x軸相切于直角坐標原點O，圓的右端與平行于y軸的虛線MN相切，在虛線MN右側(cè)x軸上方足夠大的范圍內(nèi)有方向豎直向下、場強大小為E的勻強電場，在坐標系第四象限存在方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小也為B的勻強磁場，現(xiàn)從坐標原點O沿y軸正方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子在磁場中做半徑為r的勻速圓周運動，然后進入電場到達x軸上的C點．已知質(zhì)子帶電量為+q，質(zhì)量為m，不計質(zhì)子的重力、質(zhì)子對電磁場的影響及質(zhì)子間的相互作用力．求：
（1）質(zhì)子剛進入電場時的速度方向和大��；
（2）OC間的距離；
（3）若質(zhì)子到達C點后經(jīng)過第四限的磁場后恰好被放在x軸上D點處（圖上未畫出）的一檢測裝置俘獲，此后質(zhì)子將不能再返回電場，則CD間的距離為多少．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，真空中有以（r，0）為圓心、半徑為r的圓柱形勻強磁場區(qū)域，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向里，在y=r的上方足夠大的范圍內(nèi)，有方向水平向左的勻強電場，電場強度的大小為E，從O點向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子的運動軌跡均在紙面內(nèi)．設(shè)質(zhì)子在磁場中的軌道半徑也為r，已知質(zhì)子的電量為e，質(zhì)量為m，不計重力及阻力的作用．求：
（1）質(zhì)子射入磁場時的速度大小；
（2）速度方向沿x軸正方向射入磁場的質(zhì)子，到達y軸所需的時間；
（3）速度方向與x軸正方向成30°角（如圖所示）射入磁場的質(zhì)子，到達y軸的位置坐標，并畫出質(zhì)子運動軌跡的示意圖；
（4）質(zhì)子到達y軸的位置坐標的范圍．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，真空中有以（r，0）為圓心，半徑為 r 的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場的磁感應(yīng)強度大小為 B，方向垂直于紙面向里，在 y=r 的虛線上方足夠大的范圍內(nèi)，有水平向左的勻強電場，電場強度的大小為 E，現(xiàn)在有一質(zhì)子從 O 點沿與 x 軸正方向斜向下成 30° 方向（如圖中所示）射入磁場，經(jīng)過一段時間后由M點（圖中沒有標出）穿過y軸．已知質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為 r，質(zhì)子的電荷量為 e，質(zhì)量為 m，不計重力、阻力．求：
（1）質(zhì)子運動的初速度大��；
（2）M點的坐標；
（3）質(zhì)子由O點運動到M點所用時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，真空中有以（r，0）為圓心，半徑為r的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向里，在y=r的虛線上方足夠大的范圍內(nèi)，有水平向左的勻強電場，電場強度的大小為E．從O點向不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，質(zhì)子的運動軌跡均在紙面內(nèi)，且質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，已知質(zhì)子的電荷量為q，質(zhì)量為m，不計重力、粒子間的相互作用力及阻力的作用．求：
（1）質(zhì)子射入磁場時速度的大小；
（2）沿x軸正方向射入磁場的質(zhì)子，到達y軸所需的時間；
（3）與x軸正方向成30°角（如圖所示）射入的質(zhì)子，到達y軸時的速度大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，真空中有以O(shè)1為圓心，r為半徑的圓形勻強磁場區(qū)域，坐標原點O為圓形磁場邊界上的一點．磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向外．x=r的虛線右側(cè)足夠大的范圍內(nèi)有方向豎直向下、大小為E的勻強電場．從O點在紙面內(nèi)向各個不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，設(shè)質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，已知質(zhì)子的電荷量為e，質(zhì)量為m．求：
（1）質(zhì)子射入磁場時的速度大��；
（2）速度方向沿y軸正方向射入磁場的質(zhì)子到達x軸所需的時間；
（3）速度方向與y軸正方向成37°角且與x軸正方向成127°角射入磁場的質(zhì)子到達x軸時的位置坐標．（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）

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