Question

（10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。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v₀、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至U, 墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动；进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点。

（1）判段墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；

（2）求磁感应强度B的值；

（3）现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间的位置。为了使墨滴仍能到达下板M点，应将磁感应强度 调至B ',则B ' 的大小为多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）负电荷   （2） （3）

【解析】

试题分析：（1）墨滴在电场区域做匀速直线运动，有

        得，

由于电场方向向下，电荷所受电场力向上，可知：墨滴带负电荷。

(2)进入电场、磁场共存区域后，重力与电场力平衡，磁场力做匀速圆周运动的向心力，

考虑墨滴进入磁场和挡板的几何关系，可知墨滴在该区域恰完成四分之一圆周运动，则半径R=d,由此可得:

(3)根据题设，墨滴运动轨迹如图，设圆周运动半径为,有

    由图示可得：

得：，联立求得： 

考点：受力分析，洛伦兹力公式，向心力公式，电场力公式

点评：学生知道墨滴要考虑重力，进入磁场后要画出墨滴做圆周运动的轨迹，并找出圆心和半径，再利用几何关系去分析问题。