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如图所示,水平放置的金属板M、N之间存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,已知两板间距离d=0.3m,电场强度E=500V/m,磁感应强度B=100T.M板上有一小孔P,在P正上方h=5cm处的O点,一带电油滴自由下落,穿过小孔后进入两板间,最后落在N板上的Q点.如果油滴的质量m=10-4kg,带电量q=2×10-6C,求Q、O两点的水平距离.(g取10m/s2

【答案】分析:根据运动学公式可求出油滴自由下落,进入两板间电、磁场时的初速度,再由电场力与重力相平衡,洛伦兹力提供向心力,从而求出运动轨迹的半径,最后根据几何关系可求出水平距离.
解答:解:油滴自由下落,进入两板间电、磁场时的初速为
油滴进入电、磁场后,受力情况如图所示,
重力mg=10-4×10N=10-3N
电场力
带电油滴进入两极板间,受电场力与重力平衡,
在磁场力的作用下,它做匀速圆周运动落在Q点.设圆周半径为R,则
解得:
设Q、O两点的水平距离为x,如图所示,由几何关系得d2+(R-x)2=R2
代入数据解得 x=0.1m
答:Q、O两点的水平距离0.1m.
点评:考查运动学公式,牛顿第二定律,洛伦兹力公式及几何关系的综合应用.注意画出正确的运动轨迹图.
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如图所示,水平放置的平行金属板A、B间距为d,带电粒子的电荷量为q,质量为m,粒子以速度v从两极板中央处水平飞入两极板间,当两板上不加电压时,粒子恰从下板的边缘飞出.现给AB加上一电压,则粒子恰好从上极板边缘飞出求:(1)两极板间所加电压U;(2)金属板的长度L.

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如图所示,水平放置的矩形线圈abcd的面积为S,处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场内,则穿过矩形线圈的磁通量是
BS
BS
,当线圈绕ab边转过90°时,穿过它的磁通量为
0
0

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精英家教网如图所示,水平放置的白色的传送带以速度v=6m/s向右匀速运行,现将一小煤块轻轻地放在传送带A端,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,若A端与B端相距30m,则(g=10m/s2)(  )
A、小煤块先作匀加速直线运动,后作匀速直线运动B、小煤块一直作匀加速直线运动C、全过程中,小煤块先受到向右的滑动摩擦力,后不受摩擦力作用D、全过程中,小煤块先受到向右的滑动摩擦力,后受到向右的静摩擦力作用

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精英家教网如图所示,水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m,a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C,b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=6.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m=4.8×10-25kg、电荷量为q=1.6×10?18C的带正电的粒子(不计重力),从贴近a板的左端以υ0=1.0×106m/s的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝P穿过b板而垂直进入匀强磁场,最后粒子回到边界b的Q(图中未标出)处.试求
(1)粒子穿过狭缝P时的速度υ及其与b板的夹角θ.
(2)P、Q之间的距离L.

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精英家教网如图所示,水平放置的平行板电容器,原来AB两板不带电,B极板接地,它的极板长L=0.1m,两板间距离d=0.4×10-2m,现有一微粒质量m=2.0×10-6kg,带电量q=+1.0×10-8C,以一定初速度从两板中央平行于极板射入,由于重力作用微粒恰好能落到A板上中点O处,不反弹.忽略平行板电容器的边缘效应,取g=10m/s2.试求:
(1)带电粒子入射初速度的大小;
(2)现使电容器带上电荷,使带电微粒能从平行板电容器的右侧射出,且不碰板.则带电后A板的电势应满足什么条件?

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