题目内容
一对平行金属板水平放置，板间距离为d，板间有磁感应强度为B的水平向里的匀强磁场，将金属板连入如图所示的电路，已知电源内电阻为r，滑动变阻器的总电阻为R.现将开关S闭合，并调节滑动触头P至右端长度为总长度的
，一质量为m、电荷量为q的带电质点从两板正中央左端以某一初速度水平飞入场区时，恰好做匀速圆周运动. (1)求电源的电动势；
(2)若将滑动变阻器的滑动触头P调到R的正中间位置，可以使原带电质点以水平直线从两板间穿过，求该质点进入磁场的初速度v0；
(3)若将滑动变阻器滑动触头P移到R的最左端，原带电质点恰好能从金属板边缘飞出，求质点飞出时的动能.
解：(1)因带电质点做匀速圆周运动，故电场力F电与重力mg平衡
F电=mg ①
又F电=E电q ②
两板间电场强度E电=
③
两板间电压U=I· ④
由闭合电路欧姆定律得：I=
由①②③④⑤解得：E=
(2)由(1)得，电场力竖直向上，故质点带负电，由左手定则得洛伦兹力竖直向下.由平衡条件得：
mg+Bqv0=F′电 ⑥
因两极板间电压U′=I×
=2U
故E′电=2E电
F′电=
由⑥⑦解得：
v0=
⑧
(3)因板间电压变为U″=IR=4U
故电场力F″电=
由动能定理得：
F″电
-mg
=Ek-
m
⑩
由⑧⑨⑩解得：Ek=
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处，一质量为m、电荷量为q的带电质点从两板正中央左端以某一初速度水平飞入场区，恰好做匀速圆周运动.
处，一质量为m、电荷量为q的带电质点从两板正中央左端以某一初速度水平飞入场区，恰好做匀速圆周运动. 