Question

如图所示，两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧长度为3d的区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。喷墨打印机的喷口可在两极板左侧上下自由移动，并且从喷口连续不断喷出质量均为m、速度水平且大小相等、带等量电荷的墨滴。调节电源电压至U，使墨滴在电场的左侧区域恰能沿水平方向向右做匀速直线运动。（重力加速度为g）

（1）判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；

（2）要使墨滴不从两板间射出，求墨滴的入射速率应满足的条件。

Answer 1

（2）墨滴进入电场、磁场共存区域后，重力与电场力平衡，洛伦兹力提供匀速圆周运动的向心力

      ③                    1分

从上极板边缘射进的墨滴最容易从两板间射出，只要这个墨滴没有射出，其他墨滴就都不会射出。若墨滴刚好由极板左侧射出，则

      ④                       1分

联立②③④解得

                             1分

同理，墨滴刚好从极板右侧射出，有

      ⑤

解得

                               1分

联立②③④解得

                            1分

要使墨滴不会从两极间射出，速率应该满足                1分