题目内容
如图所示,竖直放置的两块很大的平行带电金属板a、b相距为d,a、b间的电场强度为E,今有一带正电的液滴从a板下边缘(贴近a板)以初速度v0竖直向上射入电场,当它飞到b板时,速度大小仍为v0,而方向变为水平,且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板上的小孔进入匀强磁场,若磁场的磁感应强度大小为B=E/v0,方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度为L,重力加速度为g.
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(1)试通过计算说明液滴进入磁场后做什么运动?
(2)求液滴在电场和磁场中运动的总时间.
【答案】
(1)匀速直线运动(2)![]()
【解析】
试题分析:(1)设带电粒子在磁场中正好经过ab边(相切),从ad边射出所对应的速度为v1(如图所示)从几何关系
2分 解得:
1
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1)液滴在金属板间运动时,由动能定理
①
进入磁场后所受洛仑兹力大小为
,方向竖直向上 ②
由题意B=E/v0
由以上各式解得
③
所以液滴进入磁场后做匀速直线运动 ④
(2)在金属板间v0=gt1 ⑤
在磁场中运动L=v0t2 ⑥
总时间为
⑦
由⑤⑥⑦式解得
⑧
(或![]()
考点:考查了带电粒子在组合场中的运动
点评:本题关键是将粒子在电场中的运动正交分解为直线运动来研究,而粒子在复合场中运动时,重力和电场力平衡,洛仑兹力提供向心力,粒子做匀速圆周运动.
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