解答:解:(1)根據(jù)題意知,質(zhì)子進(jìn)入磁場(chǎng)后在洛倫茲力作用下做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以有:
qvB=m,得到質(zhì)子圓周運(yùn)動(dòng)的速度v=
(2)質(zhì)子沿x軸下向射入磁場(chǎng)經(jīng)過
圓弧后以速度v垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng),在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)周期
T==,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
t1=T=質(zhì)子進(jìn)入電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng),沿電場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)r后到達(dá)y軸,質(zhì)子在電場(chǎng)中的加速度
a==質(zhì)子在電場(chǎng)方向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)y軸時(shí)有r=
a質(zhì)子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間
t2=所以沿x軸正方向射入磁場(chǎng)的質(zhì)子,到達(dá)y軸所需的時(shí)間t=t
1+t
2=
+(3)如圖
質(zhì)子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過120°角后從P點(diǎn)垂直于電場(chǎng)線進(jìn)入電場(chǎng)
P點(diǎn)距y軸的距離x
1=r+rsin30°=1.5r ①
由動(dòng)能定理得:
qEx1=m-m ②
由①②得質(zhì)子到達(dá)y軸時(shí)的速度v
2=
答:(1)質(zhì)子射入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小為
;
(2)沿x軸正方向射入磁場(chǎng)的質(zhì)子,到達(dá)y軸所需的時(shí)間為
+;
(3)與x軸正方向成30°角(如圖所示)射入的質(zhì)子,到達(dá)y軸時(shí)的速度大小為
.