Question

【題目】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的虛線上方足夠大的范圍內，有方向沿y軸負方向的勻強電場，電場強度的大小為E，從O點在紙面內向各個方向發射速率相同的質子。已知質子在磁場中的軌跡半徑也為r，質子的電量為q，質量為m。

(1)速度方向與x軸正方向成30°角（如圖中所示）射入磁場的質子，將會進入電場，然后返回磁場，請在圖中畫出質子的運動軌跡；

(2)在(1)問下，求出從O點射人的質子第二次離開磁場所經歷的時間。

Answer 1

【答案】(1) ；(2)

【解析】

(1)如圖所示。

(2)質子射入磁場后做勻速圓周運動，有

可得

質子在磁場中轉過角后從C點垂直電場線進入電場，設時間為

從C點到D點勻速運動

解得

從D點減速到F點做勻減速運動

解得

從F點到D點時間為，從D點到C點時間為，從C點到M點做勻速圓周運動

總時間