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如图所示是汤姆生测量正电子比荷的实验示意图.在两块正对的水平放置的极板之间同时加...

如图所示是汤姆生测量正电子比荷的实验示意图.在两块正对的水平放置的极板之间同时加一竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场和竖直向下电场强度为E的匀强电场,磁场和电场的水平宽宽都为L,设场区的中心为O′,在与极板右端相距D处放一竖直屏S,在S上建立图示的三维直角坐标系.O′O在x轴上,质量为m,电荷量为q的正离子,以速度v沿x轴射入.
(1)求只有电场存在时,离子打在S上的坐标.
(2)只有磁场存在时,由于正离子偏转角度较小,运动半径较大,可以认为离子是从场区中心O′点沿直线射出的,求离子打在S上的坐标.

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(1)只有电场存在时,离子在y方向上受电场力,发生偏转,离开电场后粒子做匀速直线运动,写出公式即可; (2)只有磁场存在时,离子在z方向做匀速圆周运动,离开磁场后做匀速直线运动,写出公式即可. 【解析】 (1)只有电场存在时,离子在y方向上受电场力,发生偏转,如图所示,由几何关系知:  ①   ② 故离子的坐标为[0,,0]③ (2)只有磁场存在时,离子在z方向发生磁偏转如图所示,, 由于θ较小,则tanθ=sinθ,由几何关系,有  ④解得  ⑤ 故离子的坐标为[0,0,]⑥ 答:(1)只有电场存在时,离子打在S上的坐标[0,,0]. (2)只有磁场存在时,离子打在S上的坐标[0,0,].
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考点分析:
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电压表V2;量程3V,内阻约为3kΩ;
电压表V3;量程2.5V,内阻约为2.5kΩ;
电阻箱R1;最大阻值9999.9Ω,阻值最小改变量为0.1Ω
滑动变阻器R2;最大阻值为50Ω;电键S,导线若干
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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