题目内容
（20分）如图所示，二块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动，进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点。
（1）判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；
（2）求磁感应强度B的值；
（3）现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间位置。为了使墨滴仍能到达下板M点应将磁感应强度调至B'，则B'的大小为多少？
【答案】
（1）墨滴带负电 
（2）
（3）
【解析】（1）墨滴在电场区域做匀速直线运动，有
①
由①式得到
②
由于电场方向向下，电荷受到电场力向上，可知：墨滴带负电③
（2）墨滴垂直进入电场、磁场共存区域，重力仍与电场力平衡，合力等于洛伦兹力，墨滴做匀速圆周运动，有
④
考虑到墨滴进入磁场和撞板的几何关系，可知墨滴在该区域恰完成四分之一圆周运动，则半径R=d⑤
由②④⑤式得到⑥
（3）根据题设，墨滴圆周运动轨迹如图，
设圆周运动半径为
,有
⑦
由图示可得：
⑧
得：
⑨
联立②⑦⑨式可得：
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