(2013•宁波二模)如图,一正方形盒子处于竖直向上匀强磁场中,盒子边长为L,前后面为金属板,其余四面均为绝缘材料,在盒

(2013•宁波二模)如图,一正方形盒子处于竖直向上匀强磁场中,盒子边长为L,前后面为金属板,其余四面均为绝缘材料,在盒左面正中间和底面上各有一小孔(孔大小相对底面大小可忽略),底面小孔位置可在底面中线MN间移动,现有一些带-Q电量的液滴从左侧小孔以某速度进入盒内,由于磁场力作用,这些液滴会偏向金属板,从而在前后两面间产生电压,(液滴落在底部绝缘面或右侧绝缘面时仍将向前后金属板运动,带电液滴达金属板后将电量传给金属板后被引流出盒子),当电压达稳定后,移动底部小孔位置,若液滴速度在某一范围内时,可使得液滴恰好能从底面小孔出去,现可根据底面小孔到M点的距离d计算出稳定电压的大小,若已知磁场磁感强度为B,则以下说法正确的是(  )
A.稳定后前金属板电势较低
B.稳定后液滴将做匀变速曲线运动
C.稳定电压为U=Bd
Lg
2

D.能计算出的最大稳定电压为BL
Lg
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青春宝 幼苗

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解题思路:1、由左手定则,带-Q电量的液滴所受洛伦兹力方向指向后金属板,带-Q电量的液滴向后金属板偏转,后金属板带负电,稳定后后金属板电势较低,前金属板电势较高.2、稳定后液滴所受电场力和洛伦兹力大小相等,方向相反,液滴在重力作用下将做匀变速曲线运动.3、稳定后洛伦兹力等于电场力qvB=qUL,又因为在重力作用下v2=2g•L2,所以U=BLLg.

A、由左手定则,带-Q电量的液滴所受洛伦兹力方向指向后金属板,带-Q电量的液滴向后金属板偏转,后金属板带负电,稳定后前金属板电势较高,故A错误.
B、稳定后液滴所受电场力和洛伦兹力大小相等,方向相反,液滴在重力作用下运动,故将做匀变速曲线运动,故B正确.
C、D、稳定后洛伦兹力等于电场力qvB=q[U/L],所以U=BLv.又因为在重力作用下v2=2g•
L
2,所以U=BL
Lg,故C错误,D正确.
故选:BD.

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 本题要注意稳定后液滴所受电场力和洛伦兹力大小相等,方向相反,液滴在重力作用下将做匀变速曲线运动,这一点是解题的关键.

1年前

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