如圖所示，在空間存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)．電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．在某點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶電液滴a，它運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)處，恰與一個(gè)原來(lái)處于靜止（懸浮）的液滴b相撞，撞后兩液滴合為一體，沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)．已知液滴a質(zhì)量是液滴b質(zhì)量的2倍，液滴a所帶電量是液滴b所帶電量的4倍．
（1）判斷液滴a、b的電性；
（2）計(jì)算兩液滴初位置之間的高度差h．（設(shè)a、b之間的靜電力忽略不計(jì)）
分析：（1）液滴在勻強(qiáng)磁場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)．同時(shí)受到洛倫茲力、電場(chǎng)力和重力作用，根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)和平衡條件即可判斷電性；
（2）對(duì)b，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至與a相撞之前，由動(dòng)能定理列式，a，b相撞時(shí)，動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒列式，聯(lián)立方程即可求解．
解答：解：（1）液滴從a運(yùn)動(dòng)到b做曲線運(yùn)動(dòng)，合外力指向弧內(nèi)，重力和電場(chǎng)力都在豎直方向，所以所受洛倫茲力方向指向弧內(nèi)，根據(jù)左手定則可知，a帶負(fù)電荷，b處于懸浮狀態(tài)，受到的電場(chǎng)力和重力平衡，則b帶正電．
（2）設(shè)b液滴質(zhì)量為m、電量為q，a液滴質(zhì)量為2m、電量為一4q．
平衡時(shí)，有qE=mg…①，
a、b相撞合為一體時(shí)，質(zhì)量為3m，電量為-3q，速度為v，
由題意知處于平衡狀態(tài)，重力3mg，電場(chǎng)力3qE均豎直向下，所以洛倫茲力必定豎直向上，
滿足3qvB=3mg+3qE…②
由①、②兩式，可得撞后速度v=
2E
B

對(duì)a，從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至與b相撞之前，由動(dòng)能定理：We+WG=△EK，
即（4qE+2mg）h=
1
2
（2m）v02
a，b相撞時(shí)，可看做動(dòng)量守恒，有2mv0=3mv
由以上幾式可得v0=
3E
B

再有上兩式得：
h=
3E2
2gB2

答：（1）a帶負(fù)電，b帶正電； 
（2）兩液滴初位置之間的高度差h為
3E2
2gB2
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了帶電粒子在混合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，要求同學(xué)們能正確對(duì)粒子進(jìn)行受力分析，根據(jù)動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒定律求解，難度適中．
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：

（2006?廣州模擬）如圖所示，在空間存在這樣一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域：以MN為界，上部分的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，下部分的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，B1=2B2=2B0，方向均垂直紙面向里，且磁場(chǎng)區(qū)域足夠大．在距離界線為h的P點(diǎn)有一帶負(fù)電荷的離子處于靜止?fàn)顟B(tài)，某時(shí)刻離子分解成為帶電粒子A和不帶電粒子B，粒子A質(zhì)量為m、帶電荷q，以平行于界線MN的初速度向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)界線MN時(shí)速度方向與界線成60°角，進(jìn)入下部分磁場(chǎng)．當(dāng)粒子B沿與界線平行的直線到達(dá)位置Q點(diǎn)時(shí)，恰好又與粒子A相遇．不計(jì)粒子的重力．求：
（1）P、Q兩點(diǎn)間距離．
（2）粒子B的質(zhì)量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2006?黃岡模擬）如圖所示，在空間存在著水平向右、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同時(shí)存在著豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．在這個(gè)電、磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)有一足夠長(zhǎng)的絕緣桿沿水平方向放置，桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的金屬環(huán)．已知金屬環(huán)與絕緣桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且μmg＜qE．現(xiàn)將金屬環(huán)由靜止釋放，設(shè)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬環(huán)所帶電荷量不變．
（1）試定性說(shuō)明金屬環(huán)沿桿的運(yùn)動(dòng)情況；
（2）求金屬環(huán)運(yùn)動(dòng)的最大加速度的大小；
（3）求金屬環(huán)運(yùn)動(dòng)的最大速度的大�。�

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2006?湖北模擬）如圖所示，在空間存在這樣一個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，以MN為界，上部分的均強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，下部分的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，B1=2B2=2B0，方向均垂直紙面向內(nèi)，且磁場(chǎng)區(qū)域足夠大．在距離界線為h的P點(diǎn)有一帶負(fù)電荷的離子處于靜止?fàn)顟B(tài)，某時(shí)刻該離子分解成為帶電荷的粒子A和不帶電的粒子B，粒子A質(zhì)量為m、帶電荷q，以平行于界線MN的速度向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)界線MN時(shí)的速度方向與界線成60°角，進(jìn)入下部分磁場(chǎng)．當(dāng)粒子B沿與界線平行的直線到達(dá)位置Q點(diǎn)時(shí)，恰好又與粒子A相遇．不計(jì)粒子的重力．
（1）P、Q兩點(diǎn)間距離．
（2）粒子B的質(zhì)量．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在空間存在著水平向右、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同時(shí)存在著豎直向上、磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．在這個(gè)電、磁場(chǎng)共同存在的區(qū)域內(nèi)有一足夠長(zhǎng)的絕緣桿沿水平方向放置，桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的金屬環(huán)．已知金屬環(huán)與絕緣桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，且μmg＜qE．現(xiàn)將金屬環(huán)由靜止釋放，設(shè)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬環(huán)所帶電荷量不變．
（1）試定性說(shuō)明金屬環(huán)沿桿的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，并求出金屬環(huán)運(yùn)動(dòng)的最大速度．
（2）金屬環(huán)沿桿的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化與守恒過(guò)程，試說(shuō)明金屬環(huán)沿桿的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，各種能量的變化及其轉(zhuǎn)化的關(guān)系，并求出每秒鐘電勢(shì)能變化的最大值．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案