Question

如圖所示，二塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調(diào)的電源上。兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。將噴墨打印機(jī)的噴口靠近上板下表面，從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v₀、帶相等電荷量的墨滴。調(diào)節(jié)電源電壓至U，墨滴在電場區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入電場、磁場共存區(qū)域后，最終垂直打在下板的M點(diǎn)。

（1）判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量；

（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值；

（3）現(xiàn)保持噴口方向不變，使其豎直下移到兩板中間位置。為了使墨滴仍能到達(dá)下板M點(diǎn)應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)至B'，則B'的大小為多少？

Answer 1

【答案】，，

【考點(diǎn)】帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)

【解析】    

（1）       墨滴在電場區(qū)域做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有

 

得，

由于電場方向向下，電荷所受電場力向上，可知：

墨滴帶負(fù)電荷。

（2）       進(jìn)入電場、磁場共存區(qū)域后，重力與電場力平衡，磁場力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，

考慮墨滴進(jìn)入磁場和擋板的幾何關(guān)系，可知墨滴在該區(qū)域恰完成四分之一圓周運(yùn)動(dòng)，則半徑R=d,由此可得:

(3)根據(jù)題設(shè)，墨滴運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)半徑為,有

由圖示可得：

得：，聯(lián)立求得：