如圖8－3－26所示，兩塊水平放置、相距為d的長(zhǎng)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(chǎng)．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(chǎng)區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入電場(chǎng)、磁場(chǎng)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的位置．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？

解析　(1)墨滴在電場(chǎng)區(qū)域做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有q＝mg①

由①式得：q＝②

由于電場(chǎng)方向向下，電荷所受電場(chǎng)力向上，可知：

墨滴帶負(fù)電荷．③

(2)墨滴垂直進(jìn)入電、磁場(chǎng)共存區(qū)域，重力仍與電場(chǎng)力平衡，合力等于洛倫茲力，墨滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，

有qv0B＝m④

考慮墨滴進(jìn)入磁場(chǎng)和撞板的幾何關(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＝d⑤

由②、④、⑤式得B＝⑥

(3)根據(jù)題設(shè)，墨滴運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，設(shè)圓周運(yùn)動(dòng)半徑為R′，有qv0B′＝m⑦

由圖示可得：

R′2＝d2＋⑧

得：R′＝d⑨

聯(lián)立②、⑦、⑨式可得：B′＝

答案　(1)負(fù)電荷　　(2)　(3)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

原子在不停地做熱運(yùn)動(dòng)，為了能高精度地研究孤立原子的性質(zhì)，必須使它們幾乎靜止下來(lái)并能在一個(gè)很小的空間區(qū)域停留一段時(shí)間，例如納米技術(shù)中需要移動(dòng)或修補(bǔ)分子.科學(xué)家已發(fā)明了一種稱為“激光制冷”的技術(shù)，原理如下：

在一個(gè)真空室內(nèi)，一束非常準(zhǔn)直的Na-23原子束（通過(guò)樣品在1 000 K高溫下蒸發(fā)而獲得，原子做熱運(yùn)動(dòng)的速率近似為v0=1 000 m/s),受一束激光的正面照射，如圖15-2-3 所示.設(shè)原子處在基態(tài)，運(yùn)動(dòng)方向與激光光子的運(yùn)動(dòng)方向相反，選好激光頻率使光子能量E等于鈉原子第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)間能量差，原子就能吸收它而發(fā)生躍遷，躍遷后原子的速度為v1，隨后該原子發(fā)射光子并回到基態(tài).設(shè)所發(fā)射光子的運(yùn)動(dòng)方向與速度v0的方向總是相同的，此時(shí)原子的速度為v2,接著重復(fù)上述過(guò)程，直到原子的速度減小到零.

圖15-2-3

（1）吸收與發(fā)射光子的總次數(shù)為多少？

（2）原子停留在激發(fā)態(tài)上的時(shí)間稱為原子在這種狀態(tài)下的壽命，大小約為10-8 s.忽略每次吸收與發(fā)射光子的時(shí)間，按上述方式，原子初速度v0減小到零，共需多長(zhǎng)時(shí)間？該時(shí)間內(nèi)原子共走過(guò)的路程為多少？（E=3.36×10-19 J，鈉原子的質(zhì)量m=3.84×10-26 kg,NA=6.0×1023 mol-1,c=3.0×108 m/s）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖9－3－26所示，電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng)s＝1.15 m，兩導(dǎo)軌間距L＝0.75 m，導(dǎo)軌傾角為30°，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R＝1.5 Ω 的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.8 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直軌道平面向上．阻值r＝0.5 Ω，質(zhì)量m＝0.2 kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過(guò)程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱Q1＝0.1 J．(取g＝10 m/s2)求：

(1)金屬棒在此過(guò)程中克服安培力的功W安；

(2)金屬棒下滑速度v＝2 m/s時(shí)的加速度a.

(3)為求金屬棒下滑的最大速度vm，有同學(xué)解答如下：由動(dòng)能定理，W重－W安＝mv，…….由此所得結(jié)果是否正確？若正確，說(shuō)明理由并完成本小題；若不正確，給出正確的解答．

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科目：高中物理 來(lái)源：魯科版高三物理8.2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用專項(xiàng)練習(xí)（解析版） 題型：選擇題

(2010年高考重慶理綜卷)如圖8－2－26所示，矩形MNPQ區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有5個(gè)帶電粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng)，在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為相應(yīng)的圓�。@些粒子的質(zhì)量、電荷量以及速度大小如下表所示.

圖8－2－26

由以上信息可知，從圖中a、b、c處進(jìn)入的粒子對(duì)應(yīng)表中的編號(hào)分別為(　　)

A．3、5、4　　　　　　　　    B．4、2、5

C．5、3、2                                       D．2、4、5

 

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科目：高中物理 來(lái)源：魯科版高三物理8.2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用專項(xiàng)練習(xí)（帶解析） 題型：單選題

(2010年高考重慶理綜卷)如圖8－2－26所示，矩形MNPQ區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有5個(gè)帶電粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng)，在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為相應(yīng)的圓�。@些粒子的質(zhì)量、電荷量以及速度大小如下表所示.


圖8－2－26
由以上信息可知，從圖中a、b、c處進(jìn)入的粒子對(duì)應(yīng)表中的編號(hào)分別為(　　)

A．3、5、4　　　　　　　　B．4、2、5
C．5、3、2D．2、4、5

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