题目

如图中的MN为水平放置的带电平行板间距为d，电势差为U，两板间有磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，某时刻，一个质量为m，电量为q的负电荷，从N板的P点由静止开始进入正交电磁场中，当它经过轨迹的最高点位置K时，正好与原来静止在K点的质量为m的中性小油滴相结合，随之从K点开始做匀速直线运动（重力不计）求：

（1）电荷与油滴结合后速度多大？
（2）电荷到达K点与油滴作用前的速度多大？
（3）电荷与油滴作用过程中损耗的机械能为多少？
（4）K点到N板距离是多少？

提问时间：2021-03-31

答案

（1）负电荷与油滴相结合后，从K点开始做匀速直线运动（重力不计）可得：F电=f洛qUd=qvkB得：vk=UBd（2）由水平方向不受力，水平方向负电荷与油滴动量守恒得：mv0=2mvk，得负电荷到达K点与油滴作用前的速度：v0=2vk=...

（1）负电荷与油滴相结合后，从K点开始做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力平衡，据此求出结合后的速度；
（2）水平方向负电荷与油滴动量守恒；
（3）根据能量守恒列方程求电荷与油滴作用过程中损耗的机械能；
（4）根据动能定理列方程求K点到N板距离．

本题考点：动量守恒定律；带电粒子在混合场中的运动．

考点点评：本题借助带电粒子在复合场中的运动为背景考查了动量守恒定律、能量守恒定律、动能定理的应用，是一道考查能力的好的综合题．