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在如图所示的空间区域里,y轴左方有一匀强电场,场强方向跟y轴正方向成60°,大小为E=4.0×105N/C;y轴右方有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.20T。有一质子以速度v=2.0×106m/s,由x轴上的A点(10cm,0)沿与x轴正方向成30°斜向上射入磁场,在磁场中运动一段时间后射入电场,后又回到磁场,经磁场作用后又射入电场。已知质子质量近似为m=1.6×10-27kg,电荷q=1.6×10-19C,质子重力不计。求:(计算结果保留3位有效数字)

【小题1】质子在磁场中做圆周运动的半径。
【小题2】质子从开始运动到第二次到达y轴所经历的时间。
【小题3】质子第三次到达y轴的位置坐标。


【小题1】0.1m
【小题2】2.57×10-7s
【小题3】(0,34.6cm)

解析(1)质子在磁场中受洛伦兹力做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律,

得质子做匀速圆周运动的半径为
(2)由于质子的初速度方向与x轴正方向夹角为30°,且半径恰好等于OA,因此,质子将在磁场中做半个圆周到达y轴上的C点,如答图所示。

根据圆周运动的规律,质子做圆周运动周期为

质子从出发运动到第一次到达y轴的时间t1
         
质子进入电场时的速度方向与电场的方向相同,在电场中先做匀减速直线运动,速度减为零后反向做匀加速直线运动,设质子在电场中运动的时间t2,根据牛顿第二定律,
   
因此,质子从开始运动到第二次到达y轴的时间t为
        
(3)质子再次进入磁场时,速度的方向与电场的方向相同,在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,到达y轴的D点。
根据几何关系,可以得出C点到D点的距离为
则质子第二次到达y轴的位置为

即质子第三次到达y轴的坐标为(0,34.6cm)。

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科目:高中物理 来源: 题型:

在如图所示的空间区域里,x轴下方有一匀强电场,场强方向跟x轴负方向成60°角,大小为E=
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×105N/C,x轴上方有一垂直纸面向里的匀强磁场,有一质子以速度υ=2.0×106m/s由x轴上A点(OA=20cm)从与x轴正方向成30°角射入磁场,恰好从坐标原点O穿过x轴射入电场,已知质子质量m=1.6×10-27kg,求
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)质子经过电场后,再次射入磁场的位置和方向.

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科目:高中物理 来源: 题型:

在如图所示的空间区域里,y轴左方有一匀强电场,场强方向跟y轴正方向成60°,大小为E=4.0×105N/C;y轴右方有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.20T.有一质子以速度v=2.0×106m/s,由x轴上的A点(10cm,0)沿与x轴正方向成30°斜向上射入磁场,在磁场中运动一段时间后射入电场,后又回到磁场,经磁场作用后又射入电场.已知质子质量近似为m=1.6×10-27kg,电荷q=1.6×10-19C,质子重力不计.求:
(1)质子在磁场中做圆周运动的半径.
(2)质子从开始运动到第二次到达y轴所经历的时间.(计算结果保留3位有效数字)
(3)质子第三次到达y轴的位置坐标.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网在如图所示的空间区域里,y轴左方有一匀强电场,场强方向跟y轴负方向成30°角,大小为E=4.0×105N/C,y轴右方有一垂直纸面的匀强磁场,有一质子以速度υ0=2.0×106m/s由x轴上A点(OA=10cm)先后两次进入磁场,第一次沿x轴正方向射入磁场,第二次沿x轴负方向射入磁场,回旋后都垂直射入电场,最后又进入磁场,已知质子质量m为1.6×10-27kg,不计质子重力,求:
(1)匀强磁场的磁感应强度大小和方向;
(2)质子两次在磁场中运动的时间之比;
(3)质子两次在电场中运动的时间各为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

在如图所示的空间区域内,轴左方有一匀强电场,电场强度方向跟轴正方向成60°角,大小=4.0×105 N/C; 轴右方有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度=0.20 T.有一质子以=2.0×106m/s的速度,由轴上的点(10 cm,0)沿与轴正方向成30°斜向上射入磁场,在磁场中运动一段时间后射入电场,后又回到磁场,经磁场作用后又射入电场.已知质子质量近似为=1.6×kg,电荷量=1.6×C,质子重力不计.求(计算结果保留三位有效数字)?

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(1)质子在磁场中做圆周运动的半径.?

(2)质子从开始运动到第二次到达轴所经历的时间.?

(3)质子第三次到达轴的位置坐标.?

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