20xx教科版高中物理選修3-521電子規(guī)范訓(xùn)練(完整版)
【正文】 到兩板之間的勻強(qiáng)電場(chǎng) E中．大多數(shù)油滴在經(jīng)過(guò)噴霧器噴嘴時(shí)，因摩擦而帶負(fù)電，油滴在電場(chǎng)力、重力和空氣阻力的作用下下降，觀察者可在強(qiáng)光照射下，借助顯微鏡進(jìn)行觀察． 甲 乙 圖 2117 如圖乙中所示，在 A板上方用噴霧器將細(xì)油滴噴出，若干油滴從板上的一個(gè)小孔中落下，噴出的油滴因摩擦而帶負(fù)電．已知 A、 B 板間電壓為 U、間距 為 d 時(shí)，油滴恰好靜止．撤去電場(chǎng)后油滴徐徐下落，最后測(cè)出油滴以速度 v勻速運(yùn)動(dòng)，已 知空氣阻力正比于速度： f＝ kv，則油滴所帶的電荷量 q＝________. 某次實(shí)驗(yàn)得 q 的測(cè)量值見(jiàn)下表 (單位： 10－ 19 C)： 分析這些數(shù)據(jù)可知 ________． 解析 mg－ Eq＝ 0， mg－ kv＝ 0，解得 q＝ kv/ 10－ 19 C的整數(shù)倍，故電荷的最小電荷量為 10－ 19C. 答案 kvE 油滴的帶電荷量是 10－ 19 C 的整數(shù)倍，故電荷的最小電荷量為 10－ 19 C 12．湯姆孫在測(cè) 定陰極射線的比荷時(shí)采用的方法是利用電場(chǎng)、磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)法，即通過(guò)測(cè)出陰極射線在給定的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中穿過(guò)一定距離時(shí)的速度偏轉(zhuǎn)角來(lái)達(dá)到測(cè)定其荷質(zhì)比的目的．利用這種方法也可以測(cè)定其他未知粒子的比荷，反過(guò)來(lái)，知道了某種粒子的比荷也可以利用該方法了解電場(chǎng)或者磁場(chǎng)的情況． 假設(shè)已知某種帶正電粒子 (不計(jì)重力 )的比荷 (qm)為 k，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，方向豎直向下．先讓粒子沿垂直于電場(chǎng)的方向射入電場(chǎng)，測(cè)出它穿過(guò)水平距離 L 后的速度偏轉(zhuǎn)角 θ(θ很小，可認(rèn)為 θ≈ tan θ)，如圖 2118 甲所示；接著用 勻強(qiáng)磁場(chǎng)代替電場(chǎng)，讓粒子以同樣的初速度沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入磁場(chǎng)，測(cè)出它通過(guò)一段不超過(guò) 14圓周長(zhǎng)的弧長(zhǎng) s，后的速度偏轉(zhuǎn)角 φ，如圖 2118乙所示．試求出以 k、 E、 L、 s、 θ 和 φ所表示的測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的關(guān)系式． 甲 乙 圖 2118 解析 設(shè)粒子的初速度為 v，在電場(chǎng)中粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)， 有 L＝ vt， vy＝ at， a＝ qEm＝ kE， θ＝ tan θ＝ vyv， 解得 v2＝ kELθ . 在磁場(chǎng)中粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 有 qvB＝ mv2R ， s＝ Rφ， 解得 v＝ qBsmφ＝ kBsφ ，
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