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如圖所示,真空中有以(r,0)為圓心,半徑為r的圓形勻強磁場區域,磁感應強度為B,方向垂直紙面向里,在y= r的虛線上方足夠大的范圍內,有方向水平向左的勻強電場,電場強度為E,從O點向不同方向發射速率相同的質子,質子的運動軌跡均在紙面內,且質子在磁場中的偏轉半徑也為r,已知質子的電荷量為q,質量為m,不計重力、粒子間的相互作用力及阻力。求:

(1)質子射入磁場時速度的大。
(2)沿x軸正方向射入磁場的質子,到達y軸所需的時間;
(3)與x軸正方向成30o角(如圖中所示)射入的質子,到達y軸的位置坐標。

(1)(2)(3)(0,

解析試題分析:(1)質子射入磁場后做勻速圓周運動,有 (2分) 得  (1分)
(2)質子沿x軸正向射入磁場后經圓弧后以速度v垂直于電場方向進入電場,在磁場中運動周期          在磁場中運動的時間     (2分)
進入電場后做類平拋運動,沿電場方向運動r后到達y軸,因此有
 (1分)  所求時間為  (1分)
(3)質子在磁場中轉過120o角后從P點垂直于電場線進入電場,如圖所示。

P點距y軸的距離(2分)其中(2分)
得質子到達y軸所需時間為 (1分)
在y方向質子做勻速直線運動,因此有
   (1分)質子到達y軸的位置坐標為(0,)(1分)
考點:考查了粒子在電磁場中的運動
點評:處理方法不同:電場中粒子做類平拋運動,運用運動的合成與分解.在磁場中做勻速圓周運動,畫軌跡,用牛頓定律和圓周運動知識處理.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,真空中有以O′為圓心,r為半徑的圓形勻強磁場區域,磁場方向垂直紙面向外,磁感應強度為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x軸上方足夠大的范圍內有方向豎直向下、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、磁感應強度大小也為B的勻強磁場,現從坐標原點O沿y軸正方向發射速率相同的質子,質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.已知質子帶電量為+q,質量為m,不計質子的重力、質子對電磁場的影響及質子間的相互作用力.求:
(1)質子剛進入電場時的速度方向和大;
(2)OC間的距離;
(3)若質子到達C點后經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域,磁場的磁感應強度大小為B,方向垂直于紙面向里,在y=r的上方足夠大的范圍內,有方向水平向左的勻強電場,電場強度的大小為E,從O點向不同方向發射速率相同的質子,質子的運動軌跡均在紙面內.設質子在磁場中的軌道半徑也為r,已知質子的電量為e,質量為m,不計重力及阻力的作用.求:
(1)質子射入磁場時的速度大。
(2)速度方向沿x軸正方向射入磁場的質子,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)射入磁場的質子,到達y軸的位置坐標,并畫出質子運動軌跡的示意圖;
(4)質子到達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 的圓形勻強磁場區域,磁場的磁感應強度大小為 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,有水平向左的勻強電場,電場強度的大小為 E,現在有一質子從 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,經過一段時間后由M點(圖中沒有標出)穿過y軸.已知質子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為 r,質子的電荷量為 e,質量為 m,不計重力、阻力.求:
(1)質子運動的初速度大;
(2)M點的坐標;
(3)質子由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的圓形勻強磁場區域,磁場的磁感應強度大小為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,有水平向左的勻強電場,電場強度的大小為E.從O點向不同方向發射速率相同的質子,質子的運動軌跡均在紙面內,且質子在磁場中的偏轉半徑也為r,已知質子的電荷量為q,質量為m,不計重力、粒子間的相互作用力及阻力的作用.求:
(1)質子射入磁場時速度的大。
(2)沿x軸正方向射入磁場的質子,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:

精英家教網如圖所示,真空中有以O1為圓心,r為半徑的圓形勻強磁場區域,坐標原點O為圓形磁場邊界上的一點.磁場的磁感應強度大小為B,方向垂直于紙面向外.x=r的虛線右側足夠大的范圍內有方向豎直向下、大小為E的勻強電場.從O點在紙面內向各個不同方向發射速率相同的質子,設質子在磁場中的偏轉半徑也為r,已知質子的電荷量為e,質量為m.求:
(1)質子射入磁場時的速度大小;
(2)速度方向沿y軸正方向射入磁場的質子到達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°角射入磁場的質子到達x軸時的位置坐標.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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