Question

（13分）如图所示，两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上.两板之间的右侧长度为3d的区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.喷墨打印机的喷口可在两极板左侧上下自由移动，并且从喷口连续不断喷出质量均为m、速度水平且大小相等、带等量电荷的墨滴.调节电源电压至U，使墨滴在电场的左侧区域恰能沿水平方向向右做匀速直线运动.（重力加速度为g）

（1）判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；
（2）要使墨滴不从两板间射出，求墨滴的入射速率应满足的条件.

Answer 1

（1）墨滴带负电（2）

试题分析：（1）墨滴在左侧区域做匀速直线运动：

有：
得：
墨滴带负电 ............1分
（2）墨滴在右侧区域做匀速圆周运动
有：  
很明显，从上极板边缘射进的墨滴最容易从两极间射出：
若刚好由左侧射出：

可得：
若刚好由左侧射出：

可得：
墨滴入射应满足的条件是:
点评：难度中等，粒子能够匀速穿过肯定是受力平衡，在磁场中做匀速圆周运动肯定是由洛仑兹力提供向心力，首先画出运动轨迹，先确定圆心，找到半径，必要的时候借助几何关系求解