如图所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置。当极板P和P'间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O'点,O'点到O点的竖

◎ 题目

如图所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置。当极板P和P'间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O'点,O'点到O点的竖直距离为d,水平距离可忽略不计;此时在P与P'之间的区域里再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场,调节磁感应强度,当其大小为B时,亮点重新回到O点,已知极板水平方向长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2
(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小;
(2)推导出电子比荷的表达式。

◎ 答案

解:(1)当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时,电子做匀速直线运动,亮点重新回到中心O点,设电子的速度为v,则evB=eE
,即
(2)当极板间仅有偏转电场时,电子以速度v进入后,竖直方向做匀加速运动,加速度为
电子在水平方向做匀速运动,在电场内的运动时间为
这样,电子在电场中,竖直向上偏转的距离为
离开电场时竖直向上的分速度为
电子离开电场后做匀速直线运动,经t2时间到达荧光屏,
t2时间内向上运动的距离为
这样,电子向上的总偏转距离为d=d1+d2=
可解得

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置。当极板P和P'间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O'点,O'点到O点的竖…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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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