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【題目】帶電粒子的電量與質量的比值(e/m)稱為比荷。湯姆生當年用來測定電子比荷的實驗裝置如圖所示。真空玻璃管內的陰極K發(fā)出的電子經過加速電壓加速后,形成細細的一束電子流。當極板C、D間不加偏轉電壓時,電子束將打在熒光屏上的O點;若在C、D間加上電壓U,則電子束將打在熒光屏上的P點,P點與O點的豎直距離為h;若再在CD極板間加一方向垂直于紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場,電子束又重新打在了O點。已知極板C、D的長度為L1C、D間的距離為d,極板右端到熒光屏的距離為L2。不計電子重力影響。

1)求電子打在熒光屏O點時速度的大;

2a.推導出電子比荷的表達式(結果用題中給定的已知量的字母表示);

b.若L1=5.00cm,d=1.50cm,L2=10.00cm,偏轉電壓U=200V,磁感應強度B=6.3×104T,h=3.0cm。估算電子比荷的數量級。

3)上述實驗中,未記錄陰極K與陽極A之間的加速電壓U0,若忽略電子由陰極K逸出時的速度大小,根據上述實驗數據能否估算出U0的值?并說明理由。

【答案】(1) (2)a. b. 1011C/kg (3)

【解析】1)加上磁場后,電子做勻速直線運動,有evB=eE

所以  

2a.電子在水平方向做勻速運動,

電子在豎直方向做勻加速運動,加速度

偏轉距離

離開極板區(qū)域時豎直方向的分速度為vy=at1

電子離開極板區(qū)域后做勻速直線運動,經t2時間到達熒光屏,

在時間t2內豎直方向上運動的距離為y2 = vy t2

h= y1 + y2

所以 

b.代入數據知,電子比荷的數量級為1011C/kg

3)能。

由動能定理 ,已知ve/m,可求U0。

練習冊系列答案
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A.波源的起振方向沿y軸負方向

B.該質點與距波源2.5cm處的質點運動方向始終相同

C.t=0.1s時,波源處的質點處于波峰

D.t=0.2s時,該質點的位移為6.00cm

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A. 緩慢拉動紙條時,摩擦力對杯子的沖量較小

B. 快速拉動紙條時,摩擦力對杯子的沖量較大

C. 為使杯子不滑落,杯子與紙條的動摩擦因數盡量大一些

D. 為使杯子不滑落,杯子與桌面的動摩擦因數盡量大一些

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B. 細繩拉力的最小值為

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A. t = 0時和t = 2s時加速度等大反向

B. t = 2s時和t = 4s時急動度等大反向

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D. 0~5s內速度方向不變

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