如图所示,两块水平放置、相距为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的区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为。喷墨打印机的喷口可在两极板左

◎ 题目

如图所示,两块水平放置、相距为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的区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为。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、速度水平且大小相等、带等量电荷的墨滴。调节电源电压至,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

(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。

◎ 答案

(1)带负电荷    (2)

◎ 解析


试题分析:(1)墨滴在电场左侧区域做匀速直线运动,有  ①    
  ②    
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)墨滴进入电场、磁场共存区域后,重力与电场力平衡,洛伦兹力提供匀速圆周运动的向心力

 ③                   
从上极板边缘射进的墨滴最容易从两板间射出,只要这个墨滴没有射出,其他墨滴就都不会射出。若墨滴刚好由极板左侧射出,则
    ④                     
联立②③④解得
                      
同理,墨滴刚好从极板右侧射出,有
 ⑤        
解得
                          
联立②③④解得
                      
要使墨滴不会从两极间射出,速率应该满足       
点评:本题解题关键是找到临界状态,然后根据几何关系找到半径,用半径公式进行求解。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,两块水平放置、相距为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的区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为。喷墨打印机的喷口可在两极板左…”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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