(10分)湯姆生用來(lái)測(cè)定電子的比荷(電子的電荷量與質(zhì)量之比)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子(不計(jì)初速、重力和電子間的相互作用)經(jīng)加速電壓加速后,穿過(guò)中心的小孔沿中心軸O1O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對(duì)放置的平行極板P和間的區(qū)域。當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí),電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處,形成了一個(gè)亮點(diǎn);加上偏轉(zhuǎn)電壓U后,亮點(diǎn)偏離到點(diǎn),與O點(diǎn)的豎直間距為,水平間距可忽略不計(jì)。此時(shí),在P和間的區(qū)域,再加上一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,使磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí),亮點(diǎn)重新回到O點(diǎn)。已知極板水平方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,極板間距為,極板右端到熒光屏間的距離為L(zhǎng)2(如圖所示)。
(1)求打在熒光屏O點(diǎn)的電子速度的大;
(2)推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式。

(1)
(2)

解析(1)當(dāng)電子受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí),電子做勻速直線運(yùn)動(dòng),亮點(diǎn)重新回復(fù)到中心O點(diǎn),設(shè)電子的速為,則
得            
既          
(2)當(dāng)極板間公有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí),電子以速度進(jìn)入后,豎直方向作勻加速運(yùn)動(dòng),加速度為

電子在水平方向作勻速運(yùn)動(dòng),在電場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 
這樣,電子在電場(chǎng)中,豎直向上偏轉(zhuǎn)的距離為    
離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)豎直向上的分速度為         
電子離開(kāi)電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間到達(dá)熒光屏 
時(shí)間內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)的距離為    
這樣,電子向上的總偏轉(zhuǎn)距離為   
可解得       

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2004?江蘇)湯姆生用來(lái)測(cè)定電子的比荷(電子的電荷量與質(zhì)量之比)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子(不計(jì)初速、重力和電子間的相互作用)經(jīng)加速電壓加速后,穿過(guò)A′中心的小孔沿中心軸O1O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對(duì)放置的平行極板P和P′間的區(qū)域.當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí),電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處,形成了一個(gè)亮點(diǎn);加上偏轉(zhuǎn)電壓U后,亮點(diǎn)偏離到O′點(diǎn),(O′與O點(diǎn)的豎直間距為d,水平間距可忽略不計(jì).此時(shí),在P和P'間的區(qū)域,再加上一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí),亮點(diǎn)重新回到O點(diǎn).已知極板水平方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,極板間距為b,極板右端到熒光屏的距離為L(zhǎng)2(如圖所示).
(1)求打在熒光屏O點(diǎn)的電子速度的大小.
(2)推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式.

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科目:高中物理 來(lái)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(zhǎng)的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),現(xiàn)從ad邊的中心O點(diǎn)處,垂直磁場(chǎng)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(zhì)量為m,帶電量為q,ad邊長(zhǎng)為L(zhǎng),不計(jì)粒子的重力.
(1)求要使粒子能從ab邊射出磁場(chǎng),v0的大小范圍.
(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間是多少?在這種情況下,粒子將從什么范圍射出磁場(chǎng)?
19-B湯姆生用來(lái)測(cè)定電子的比荷(電子的電荷量與質(zhì)量之比)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子(不計(jì)初速、重力和電子間的相互作用)經(jīng)加速電壓加速后,穿過(guò)A′中心的小孔沿中心軸O1O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對(duì)放置的平行極板P和P'間的區(qū)域.當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí),電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處,形成了一個(gè)亮點(diǎn);加上偏轉(zhuǎn)電壓U后,亮點(diǎn)偏離到O′點(diǎn),(O′與O點(diǎn)的豎直間距為d,水平間距可忽略不計(jì).此時(shí),在P和P′間的區(qū)域,再加上一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí),亮點(diǎn)重新回到O點(diǎn).已知極板水平方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,極板間距為b,極板右端到熒光屏的距離為L(zhǎng)2(如圖所示).
(1)求打在熒光屏O點(diǎn)的電子速度的大。
(2)推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

湯姆生用來(lái)測(cè)定電子的比荷(電子的電荷量與質(zhì)量之比)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子(不計(jì)初速、重力和電子間的相互作用)經(jīng)加速電壓加速后,穿過(guò)A'中心的小孔沿中心軸O1O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對(duì)放置的平行極板PP'間的區(qū)域.當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí),電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處,形成了一個(gè)亮點(diǎn);加上偏轉(zhuǎn)電壓U后,亮點(diǎn)偏離到O'點(diǎn),(O'與O點(diǎn)的豎直間距為d,水平間距可忽略不計(jì).此時(shí),在PP'間的區(qū)域,再加上一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí),亮點(diǎn)重新回到O點(diǎn).已知極板水平方向的長(zhǎng)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(diǎn)的電子速度的大小。

    (2)推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式

 

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

湯姆生用來(lái)測(cè)定電子的比荷(電子的電荷量與質(zhì)量之比)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子(不計(jì)初速、重力和電子間的相互作用)經(jīng)加速電壓加速后,穿過(guò)中心的小孔沿中心軸O1O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對(duì)放置的平行極板P和間的區(qū)域。當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí),電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處,形成了一個(gè)亮點(diǎn);加上偏轉(zhuǎn)電壓U后,亮點(diǎn)偏離到點(diǎn),與O點(diǎn)的豎直間距為,水平間距可忽略不計(jì)。此時(shí),在P和間的區(qū)域,再加上一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,使磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí),亮點(diǎn)重新回到O點(diǎn)。已知極板水平方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,極板間距為,極板右端到熒光屏間的距離為L(zhǎng)2(如圖所示)。

(1)求打在熒光屏O點(diǎn)的電子速度的大;

(2)推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式。

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科目:高中物理 來(lái)源:2014屆四川省高二“零診”考試物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

(12分)湯姆生用來(lái)測(cè)定電子的比荷(電子的電荷量與質(zhì)量之比)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子(不計(jì)初速、重力和電子間的相互作用)經(jīng)加速電壓加速后,穿過(guò)A'中心的小孔沿中心軸O1O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對(duì)放置的平行極板P和P'間的區(qū)域.當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí),電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處,形成了一個(gè)亮點(diǎn);加上偏轉(zhuǎn)電壓U后,亮點(diǎn)偏離到O'點(diǎn),(O'與O點(diǎn)的豎直間距為d,水平間距可忽略不計(jì).此時(shí),在P和P'間的區(qū)域,再加上一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).調(diào)節(jié)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí),亮點(diǎn)重新回到O點(diǎn).已知極板水平方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,極板間距為b,極板右端到熒光屏的距離為L(zhǎng)2(如圖所示).

(1)求打在熒光屏O點(diǎn)的電子速度的大小。

(2)推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式

 

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