分析 (1)根據(jù)電場力和重力平衡求出電荷量的大小,通過電場力的方向確定電荷的正負(fù).
(2)墨滴垂直進(jìn)入電磁場共存區(qū)域,重力仍與電場力平衡,粒子做勻速圓周運(yùn)動,根據(jù)粒子垂直打在M點,通過幾何關(guān)系得出粒子的軌道半徑,根據(jù)洛倫茲力提供向心力求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大。
(3)根據(jù)幾何關(guān)系得出粒子做圓周運(yùn)動的軌道半徑,結(jié)合帶電粒子在磁場中運(yùn)動的半徑公式求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大。
解答 解:(1)墨滴在電場區(qū)域做勻速直線運(yùn)動,有:q$\frac{U}mce20co$=mg…①
由①式得,q=$\frac{mgd}{U}$…②
由于電場方向向下,電荷所受的電場力方向向上,可知墨滴帶負(fù)電荷.
(2)墨滴垂直進(jìn)入電磁場共存區(qū)域,重力仍與電場力平衡,由洛倫茲力提供向心力,墨滴做勻速圓周運(yùn)動,有:
qv0B=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{R}$…③
考慮墨滴進(jìn)入磁場和撞板的幾何關(guān)系,可知墨滴在該區(qū)域恰好完成四分之一圓周運(yùn)動,則半徑R=d…④
由②③④式得:B=$\frac{{v}_{0}U}{gouwoqqg^{2}}$…⑤
(3)根據(jù)題設(shè),墨滴的運(yùn)動軌跡如圖,設(shè)圓周運(yùn)動的半徑為R′,有:
qv0B′=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{R′}$…⑥
由圖示可得,R′2=d2+(R′-$\fracw22owwi{2}$)2…⑦
得,R′=$\frac{5}{4}$d…⑧
聯(lián)立②⑥⑧式可得:B′=$\frac{4{v}_{0}U}{5giq0002c^{2}}$.
答:
(1)墨滴帶負(fù)電,電荷量為$\frac{mgd}{U}$.
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度為$\frac{{v}_{0}U}{gwwyqqq0^{2}}$.
(3)B′的大小為$\frac{4{v}_{0}U}{5g20eqs20^{2}}$.
點評 本題考查粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動,知道粒子在電場和重力場區(qū)域做勻速直線運(yùn)動,進(jìn)入電場、磁場和重力場區(qū)域,做勻速圓周運(yùn)動.結(jié)合牛頓第二定律和共點力平衡進(jìn)行求解.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 20W | B. | 25W | C. | 30W | D. | 60W |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | Q=$\sqrt{\frac{m{gR}^{3}}{kL}}$;F=$\frac{mgR}{L}$ | B. | Q=$\sqrt{\frac{mg{L}^{3}}{kR}}$;F=$\frac{mgR}{L}$ | C. | Q=$\sqrt{\frac{mg{R}^{3}}{kL}}$;F=$\frac{mgL}{R}$ | D. | Q=$\sqrt{\frac{mg{L}^{3}}{kR}}$;F=$\frac{mgL}{R}$ |
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