Question

（13分）如圖所示，兩塊水平放置、相距為d的長金屬板接在電壓可調的電源上.兩板之間的右側長度為3d的區域存在方向垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B.噴墨打印機的噴口可在兩極板左側上下自由移動，并且從噴口連續不斷噴出質量均為m、速度水平且大小相等、帶等量電荷的墨滴.調節電源電壓至U，使墨滴在電場的左側區域恰能沿水平方向向右做勻速直線運動.（重力加速度為g）

（1）判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量；
（2）要使墨滴不從兩板間射出，求墨滴的入射速率應滿足的條件.

Answer 1

（1）墨滴帶負電（2）

試題分析：（1）墨滴在左側區域做勻速直線運動：

有：
得：
墨滴帶負電 ............1分
（2）墨滴在右側區域做勻速圓周運動
有：  
很明顯，從上極板邊緣射進的墨滴最容易從兩極間射出：
若剛好由左側射出：

可得：
若剛好由左側射出：

可得：
墨滴入射應滿足的條件是:
點評：難度中等，粒子能夠勻速穿過肯定是受力平衡，在磁場中做勻速圓周運動肯定是由洛侖茲力提供向心力，首先畫出運動軌跡，先確定圓心，找到半徑，必要的時候借助幾何關系求解