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如图所示,直空中有以O′为圆心,r为半径的圆柱形匀强磁场区域,圆的最下端与x轴相...

如图所示,直空中有以O′为圆心,r为半径的圆柱形匀强磁场区域,圆的最下端与x轴相切于直角坐标原点O,圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场.现从坐标原点O向纸面不同方向发射速率相同的质子,质子在磁场中做匀速圆周运动的半径也为r,已知质子的电荷量为e,质量为m,不计质子的重力、质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力.求:
(1)质子进入磁场时的速度大小
(2)沿y轴正方向射入磁场的质子到达x轴所需的时间.
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(1)质子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律列方程可解质子的速度 (2)质子先后经历四分之一圆周运动和类平抛两个过程,到达x轴,总时间为两个运动时间之和 【解析】 (1)由洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二动律得: Bev= 得:v=            (2)若质子沿y轴正方向射入磁场,则以N为圆心转过圆弧后从A点垂直电场方向进入电场, 质子在磁场中圆周运动周期有: T= 得:t1=T 进入电场后质子类平抛, y方向上  a=   位移   y=r=a       得:t2= 则总时间:t=t1+t2 由以上得:t=+
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