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    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．
    分析：本题（1）的关键是对墨滴进行受力分析，由匀速运动的条件即可求解；题（2）的关键是根据墨滴在磁场中做匀速圆周运动时，从上极板边缘进入的墨滴最容易射出两板间，然后画出两种情况的临界图，根据几何知识求出对应的半径，再求解即可．
    解答：解：（1）墨滴在电场左侧区域做匀速直线运动，有：q
    U
    d
    =mg    …①
    解得q=
    mgd
    U
    …②
    由于电场方向向下，电荷所受电场力向上，可知墨滴带负电荷．
    （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qvB=m
    v
    2
     
    R
    …③
    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，则有：R1=
    1
    2
    d    …④
    联立②③④解得：v1=
    Bgd2
    2U

    同理，墨滴刚好从极板右侧射出，有：
    R
    2
    2
    =(3d
    )
    2
     
    +
    (R
     
    2
    -d
    )
    2
     

    解得：
    R
     
    2
    =5d
    联立②③⑤解得：
    v
     
    2
    =
    5B
    gd
    2
     
    U

    可见，要使墨滴不会从两极间射出，速率应该满足：
    Bgd2
    2U
    ＜v＜
    5Bgd2
    U
    ．

    答：（1）墨滴带正电，电量为q=
    mgd
    U
    ，
       （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是满足
    Bgd2
    2U
    ＜v＜
    5Bgd2
    U
    ．
    点评：对运动电荷在有界磁场中的运动问题，要通过动态圆画出临界图，然后找到圆心求出半径即可求解．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．用带有刻度尺和感应计时器及竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律，实验装置如图所示，采用的实验步骤如下：
    A．松开手的同时，记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时计时器结束计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2．
    B．在A、B间水平放入一个轻弹簧，用手压住A、B使弹簧压缩，放置在气垫导轨上，并让它静止在某个位置．并记录A左端，B右端在气垫导轨的刻度．
    C．给导轨送气，调整气垫导轨，使导轨处于水平．
    D．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；B的右端至D板的距离L2
    （1）实验步骤的顺序是
    C、B、D、A
    C、B、D、A

    （2）实验中还需要的测量仪器是
    天平
    天平
    ，还需要测量的物理量是
    两个滑块的质量mA、mB
    两个滑块的质量mA、mB

    （3）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是
    mA
    L1
    t 1
    =mB
    L2
    t2
    mA
    L1
    t 1
    =mB
    L2
    t2
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    借助计算机，力传感器的挂钩与其它物体间的弹力大小能够在屏幕上显示出来．为了探究最大静摩擦力的大小跟哪些因素有关，某同学在老师的指导下做了一系列实验：将滑块平放在长木板上，用力传感器沿长木板水平拉滑块，改变拉力直到将滑块拉动；再在长木板上铺上毛巾，并在滑块上放上砝码，重复前一个过程，得到的图线分别如图甲、乙所示．

    （1）由图乙知：在t1～t2这段时间内，滑块的运动状态是
    静止
    静止
    （填“运动”或“静止”），滑块受到的最大静摩擦力为
    F1
    F1
    （填“F1”或“F2”）．
    （2）结合甲、乙两图，
    不能
    不能
    （填“能”或“不能”）得出最大静摩擦力与两物体接触面的粗糙程度和接触面的压力均有关的结论．

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    科目：高中物理 来源：2012-2013学年湖北省黄冈市高三上学期期末考试理科综合物理试卷（解析版） 题型：实验题

    （5分）借助计算机，力传感器的挂钩与其它物体间的弹力大小能够在屏幕上显示出来。为了探究最大静摩擦力的大小跟哪些因素有关，某同学在老师的指导下做了一系列实验：将滑块平放在长木板上，用力传感器沿长木板水平拉滑块，改变拉力直到将滑块拉动；再在长木板上铺上毛巾，并在滑块上放上砝码，重复前一个过程，得到的图线分别如图甲、乙所示。

    （1）由图乙知：在t1~ t2这段时间内，滑块的运动状态是          （填“运动”或“静止”），滑块受到的最大静摩擦力为          （填“F1”或“F2”）。

    （2）结合甲、乙两图，         （填“能”或“不能”）得出最大静摩擦力与两物体接触面的粗糙程度和接触面的压力均有关的结论。

     

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    借助计算机，力传感器的挂钩与其它物体间的弹力大小能够在屏幕上显示出来．为了探究最大静摩擦力的大小跟哪些因素有关，某同学在老师的指导下做了一系列实验：将滑块平放在长木板上，用力传感器沿长木板水平拉滑块，改变拉力直到将滑块拉动；再在长木板上铺上毛巾，并在滑块上放上砝码，重复前一个过程，得到的图线分别如图甲、乙所示．

    （1）由图乙知：在t1～t2这段时间内，滑块的运动状态是______（填“运动”或“静止”），滑块受到的最大静摩擦力为______（填“F1”或“F2”）．
    （2）结合甲、乙两图，______（填“能”或“不能”）得出最大静摩擦力与两物体接触面的粗糙程度和接触面的压力均有关的结论．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013黄冈期末理借助计算机，力传感器的挂钩与其它物体间的弹力大小能够在屏幕上显示出来。为了探究最大静摩擦力的大小跟哪些因素有关，某同学在老师的指导下做了一系列实验：将滑块平放在长木板上，用力传感器沿长木板水平拉滑块，改变拉力直到将滑块拉动；再在长木板上铺上毛巾，并在滑块上放上砝码，重复前一个过程，得到的图线分别如图甲、乙所示。

    （1）由图乙知：在t1~ t2这段时间内，滑块的运动状态是　　　　 （填“运动”或“静止”），滑块受到的最大静摩擦力为　　　　 （填“F1”或“F2”）。

    （2）结合甲、乙两图，　　　　 （填“能”或“不能”）得出最大静摩擦力与两物体接触面的粗糙程度和接触面的压力均有关的结论。

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