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（10分）湯姆生用來測定電子的比荷（電子的電荷量與質量之比）的實驗裝置如圖所示。真空管內的陰極K發(fā)出的電子（不計初速、重力和電子間的相互作用）經加速電壓加速后，穿過中心的小孔沿中心軸O1O的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和間的區(qū)域。當極板間不加偏轉電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成了一個亮點；加上偏轉電壓U后，亮點偏離到點，與O點的豎直間距為，水平間距可忽略不計。此時，在P和間的區(qū)域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場。調節(jié)磁場的強弱，使磁感應強度的大小為B時，亮點重新回到O點。已知極板水平方向的長度為L1，極板間距為，極板右端到熒光屏間的距離為L2（如圖所示）。

（1）求打在熒光屏O點的電子速度的大��；

（2）推導出電子的比荷的表達式。

 

（1）

（2）

解析:

（1）當電子受到的電場力與洛倫茲力平衡時，電子做勻速直線運動，亮點重新回復到中心O點，設電子的速為，則

得             

既          

（2）當極板間公有偏轉電場時，電子以速度進入后，豎直方向作勻加速運動，加速度為

電子在水平方向作勻速運動，在電場內的運動時間為 

這樣，電子在電場中，豎直向上偏轉的距離為    

離開電場時豎直向上的分速度為         

電子離開電場后做勻速直線運動，經時間到達熒光屏 

時間內向上運動的距離為    

這樣，電子向上的總偏轉距離為   

可解得       

 

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2004?江蘇）湯姆生用來測定電子的比荷（電子的電荷量與質量之比）的實驗裝置如圖所示，真空管內的陰極K發(fā)出的電子（不計初速、重力和電子間的相互作用）經加速電壓加速后，穿過A′中心的小孔沿中心軸O1O的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P′間的區(qū)域．當極板間不加偏轉電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成了一個亮點；加上偏轉電壓U后，亮點偏離到O′點，（O′與O點的豎直間距為d，水平間距可忽略不計．此時，在P和P'間的區(qū)域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場．調節(jié)磁場的強弱，當磁感應強度的大小為B時，亮點重新回到O點．已知極板水平方向的長度為L1，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為L2（如圖所示）．
（1）求打在熒光屏O點的電子速度的大�。�
（2）推導出電子的比荷的表達式．

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科目：高中物理 來源： 題型：

選做題．在以下兩題中選擇一題完成．多做不加分
如圖所示，足夠長的矩形區(qū)域abcd內充滿磁感應強度為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，現(xiàn)從ad邊的中心O點處，垂直磁場方向射入一速度為v0的帶正電粒子，v0與ad邊的夾角為30°．已知粒子質量為m，帶電量為q，ad邊長為L，不計粒子的重力．
（1）求要使粒子能從ab邊射出磁場，v0的大小范圍．
（2）粒子在磁場中運動的最長時間是多少？在這種情況下，粒子將從什么范圍射出磁場？
19-B湯姆生用來測定電子的比荷（電子的電荷量與質量之比）的實驗裝置如圖所示，真空管內的陰極K發(fā)出的電子（不計初速、重力和電子間的相互作用）經加速電壓加速后，穿過A′中心的小孔沿中心軸O1O的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P'間的區(qū)域．當極板間不加偏轉電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成了一個亮點；加上偏轉電壓U后，亮點偏離到O′點，（O′與O點的豎直間距為d，水平間距可忽略不計．此時，在P和P′間的區(qū)域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場．調節(jié)磁場的強弱，當磁感應強度的大小為B時，亮點重新回到O點．已知極板水平方向的長度為L1，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為L2（如圖所示）．
（1）求打在熒光屏O點的電子速度的大�。�
（2）推導出電子的比荷的表達式

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科目：高中物理 來源： 題型：

湯姆生用來測定電子的比荷(電子的電荷量與質量之比)的實驗裝置如圖所示，真空管內的陰極K發(fā)出的電子(不計初速、重力和電子間的相互作用)經加速電壓加速后，穿過A'中心的小孔沿中心軸O1O的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P'間的區(qū)域．當極板間不加偏轉電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成了一個亮點；加上偏轉電壓U后，亮點偏離到O'點，(O'與O點的豎直間距為d，水平間距可忽略不計．此時，在P和P'間的區(qū)域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場．調節(jié)磁場的強弱，當磁感應強度的大小為B時，亮點重新回到O點．已知極板水平方向的長度為L1，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為L2(如圖所示)．

    (1)求打在熒光屏O點的電子速度的大小。

    (2)推導出電子的比荷的表達式

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

湯姆生用來測定電子的比荷（電子的電荷量與質量之比）的實驗裝置如圖所示。真空管內的陰極K發(fā)出的電子（不計初速、重力和電子間的相互作用）經加速電壓加速后，穿過中心的小孔沿中心軸O1O的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和間的區(qū)域。當極板間不加偏轉電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成了一個亮點；加上偏轉電壓U后，亮點偏離到點，與O點的豎直間距為，水平間距可忽略不計。此時，在P和間的區(qū)域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場。調節(jié)磁場的強弱，使磁感應強度的大小為B時，亮點重新回到O點。已知極板水平方向的長度為L1，極板間距為，極板右端到熒光屏間的距離為L2（如圖所示）。

（1）求打在熒光屏O點的電子速度的大�。�

（2）推導出電子的比荷的表達式。

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科目：高中物理 來源：2014屆四川省高二“零診”考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

（12分）湯姆生用來測定電子的比荷(電子的電荷量與質量之比)的實驗裝置如圖所示，真空管內的陰極K發(fā)出的電子(不計初速、重力和電子間的相互作用)經加速電壓加速后，穿過A'中心的小孔沿中心軸O1O的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P'間的區(qū)域．當極板間不加偏轉電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成了一個亮點；加上偏轉電壓U后，亮點偏離到O'點，(O'與O點的豎直間距為d，水平間距可忽略不計．此時，在P和P'間的區(qū)域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場．調節(jié)磁場的強弱，當磁感應強度的大小為B時，亮點重新回到O點．已知極板水平方向的長度為L1，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為L2(如圖所示)．

(1)求打在熒光屏O點的電子速度的大小。

(2)推導出電子的比荷的表達式

 

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