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汤姆逊用来测定电子的比荷实验装置如下:真空管内的阴极C发出电子,(不计初速,重力...

汤姆逊用来测定电子的比荷实验装置如下:真空管内的阴极C发出电子,(不计初速,重力和电子间相互作用),经过A、B间的电场加速后,穿过A、B的中心小孔沿中心轴O′O的方向进入到两块水平正对的长度为L的平行极板D和E间的区域,当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O′点,形成一个亮点;若在D、E间加上方向向下、场强为E的匀强电场,电子将向上偏转;如果再利用通电线圈在D、E电场区加上一垂直纸面的匀强磁场(图中未画出),调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,荧光斑恰好回到荧光屏中心.接着再去掉电场,电子向下偏转,偏转角为φ.如图所示,求:
(1)在图中画出磁场B的方向;
(2)根据L、E、B和φ,推导电子的比荷的表达式.
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(1)当电子受到电场力与洛伦兹力平衡时,做匀速直线运动,再由竖直向下的匀强电场,根据左手定则可确定磁场方向; (2)当电子受到电场力与洛伦兹力平衡时,因此由电压、磁感应强度可求出运动速度.电子在磁场中做匀速圆周运动,则画出圆轨道,找出半径与已知长度的关系,然后由洛伦兹力提供向心力,来推导电子的比荷的表达式. 【解析】 粒子在磁场中做匀速圆周运动,如图所示, 则有:     解之得:   又  所以  因为  得:L=Rsinφ  由题意可得:qvB=qE  则有:v=   洛伦兹力提供向心力,则有: 综上所得:    即   答:(1)在图中画出磁场B的方向垂直纸面向里; (2)根据L、E、B和φ,推导电子的比荷的表达式
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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