(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

◎ 题目

(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?

◎ 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: 
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。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(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…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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