湯姆生用來測定電子的比荷（電子的電荷量與質(zhì)量之比）的實驗裝置如圖所示，真空管內(nèi)的陰極K發(fā)出的電子（不計初速、重力和電子間的相互作用）經(jīng)加速電壓加速后，穿過A′中心的小孔沿中心軸O1O的方向進(jìn)入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P′間的區(qū)域。當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成了一個亮點；加上偏轉(zhuǎn)電壓U后，亮點偏離到O′點，（O′與O點的豎直間距為d,水平間距可忽略不計。此時，在P和P′間的區(qū)域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場。調(diào)節(jié)磁場的強弱，當(dāng)磁感應(yīng)強度的大小為B時，亮點重新回到O點。已知極板水平方向的長度為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點的電子速度的大小；
（2）推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式。
【考點】陰極射線與陰極射線管的應(yīng)用．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：846引用：15難度：0.5
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1．張強同學(xué)利用感應(yīng)圈、學(xué)生電源、陰極射線管、蹄形永久磁鐵等器材來探究磁場對運動電荷的作用規(guī)律．
（1）首先將陰極射線管與感應(yīng)圈相連，加上電壓，陰極發(fā)出高速電子束．從熒光屏上可以觀察到電子運動的軌跡．不加磁場時，電子束沿前進(jìn)．
（2）如果將蹄形磁鐵移近陰極射線管，將觀察到電子束在磁場中發(fā)生，此實驗現(xiàn)象說明了磁場對運動電荷存在力的作用．
（3）當(dāng)改變磁場方向時，將觀察到電子束的偏轉(zhuǎn)方向?qū)㈦S之改變，此實驗現(xiàn)象說明了．發(fā)布：2024/11/17 8:0:1組卷：21引用：1難度：0.5 -
2．張強同學(xué)利用感應(yīng)圈、學(xué)生電源、陰極射線管、蹄形磁鐵等器材來探究磁場對運動電荷的作用規(guī)律．
（1）首先將陰極射線管與感應(yīng)圈相連，加上電壓，陰極發(fā)出高速電子束．從熒光屏上可以觀察到電子束運動的軌跡．不加磁場時，電子束沿前進(jìn)．
（2）如果將蹄形磁鐵移近陰極射線管，將觀察到電子束在磁場中發(fā)生，此實驗現(xiàn)象說明了．
（3）當(dāng)改變磁場方向時，將觀察到電子束的偏轉(zhuǎn)方向?qū)?!--BA-->，此實驗現(xiàn)象說明了．發(fā)布：2024/11/17 8:0:1組卷：19引用：1難度：0.5 -
3．1897年，物理學(xué)家J.J.湯姆孫根據(jù)陰極射線在電場和磁場的偏轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流并測出了這種粒子的比荷，一種測定電子比荷的實驗裝置如圖所示，真空玻璃管內(nèi)，陰極K發(fā)出的電子經(jīng)陽極A與陰極K之間的高壓加速后，形成細(xì)細(xì)的一束電子流，沿圖示方向進(jìn)入兩極CD間的區(qū)域。若兩極板CD間無電壓，電子將打在熒光屏上的O點；若在兩極板間施加電壓U，則離開極板區(qū)域的電子將打在熒光屏上的P點；若再在極板間施加一個方向垂直于紙面磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，則電子在熒光屏上產(chǎn)生的光點又回到O。已知極板的長度l=5.00cm,CD間的距離d=1.50cm,極板區(qū)的中心點M到熒光屏中點O的距離為L=12.50cm,U=200V，B=6.3×10-4T，P點到O點的距離y=3.0cm。試求：
（1）極板間磁場方向；
（2）電子經(jīng)陽極A與陰極K之間的高壓加速后的速度；（保留3位有效數(shù)字）
（3）電子的比荷。（保留兩位有效數(shù)字）
發(fā)布：2024/10/13 15:0:1組卷：50引用：3難度：0.5
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