(16分)用磁聚焦法测比荷的装置如图所示.在真空玻璃管中装有热阴极K和带有小孔的阳极A.在A、K之间加上电压U后,不断地有电子从阴极K由静止加速到达阳极A,并从小孔射出.接着电

◎ 题目

(16分)用磁聚焦法测比荷的装置如图所示.在真空玻璃管中装有热阴极K和带有小孔的阳极A.在A、K之间加上电压U后,不断地有电子从阴极K由静止加速到达阳极A,并从小孔射出.接着电子进入平行板电容器C,电容器两极板间加有不大的交变电场,使不同时刻通过的电子发生不同程度的偏转;电容器C和荧光屏S之间加一水平向右的均匀磁场,电容器和荧光屏间的距离为L,电子经过磁场后打在荧光屏上,将磁场的磁感应强度从零开始缓慢增大到为B时,荧光屏上的光点的锐度最大(这时荧光屏S上的亮斑最小).
(1)若平行板电容器C的板长为,求电子经过电容器和磁场区域的时间之比;
(2)用U、B、L表示出电子的比荷;
(3)在磁场区域再加一匀强电场,其电场强度的大小为,方向与磁场方向相反,若保持U、L和磁场方向不变,调节磁场的磁感应强度大小,仍使电子在荧光屏上聚焦,则磁感应强度大小满足的条件是什么?

◎ 答案

(1)
(2)
(3) (n=1、2、3……)

◎ 解析


(1)因为电子在电场和磁场中沿水平方向做匀速直线运动,所以时间之比为 (3分)
(2)                                          (2分)
电子在磁场中运动的轨迹为螺旋线,水平速度均相同,圆周运动的周期也相同,要使得锐度最大则应满足:                        (2分)
联立解得                                    (2分)
(3)在K、A间,                             (1分)
设打在S上的水平方向速度为
                                    (2分)
设电子在复合场中的时间为,电子在复合场中沿水平方向做匀加速运动,
                                         (1分)
要使得锐度最大则应满足: (n=1、2、3……) (1分)
解得: (n=1、2、3……)             (2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(16分)用磁聚焦法测比荷的装置如图所示.在真空玻璃管中装有热阴极K和带有小孔的阳极A.在A、K之间加上电压U后,不断地有电子从阴极K由静止加速到达阳极A,并从小孔射出.接着电…”主要考查了你对  【带电粒子在匀强磁场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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