20xx粵教版高中物理選修3-531敲開原子的大門規(guī)范訓(xùn)練(完整版)
【正文】 的小 孔飄出，從縫 S1進入加速電場被加速．然后讓離子從縫 S2垂直進入勻強磁場，最后打在底片上的 P 點．已知加速電壓為 U，磁場的磁感應(yīng)強度為 B，縫 S2與 P 之間的距離為 a，離子從縫 S1進入電場時的速度不計，求該離子的比荷 qm. 解析 離子在電場中 qU＝ 12mv2① 離子在磁場中 Bqv＝ mv2R② 2R＝ a③ 解 ①②③ 得 qm＝ 8UB2a2. 答案 8UB2a2 12． 1897 年，物理學(xué)家湯姆生正式測定了電子的比荷，打破了原子是不可再分的最小單位的觀點．因此，湯姆生的實驗是物理學(xué)發(fā)展史上最著名的經(jīng)典實驗之一．在實 驗中湯姆生采用了如圖 3－ 1－ 13 所示的陰極射線管，從電子槍 C 出來的電子經(jīng)過 A、 B 間的電場加速后，水平射入長度為 L的 D、 E 平行板間，接著在熒光屏 F 中心出現(xiàn)熒光斑．若在 D、 E 間加上方向向下，場強為 E 的勻強電場，電子將向上 偏轉(zhuǎn)；如果再利用通電線圈在 D、 E 電場區(qū)加上一垂直紙面的磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場 (圖中未畫 )熒光斑恰好回到熒光屏中心，接著再去掉電場，電子向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角為 θ，試解決下列問題． 圖 3112 圖 3－ 1－ 13 (1)說明圖中磁場沿什么方向． (2)根據(jù) L、 E、 B 和 θ，求出電子的比荷． 解析 (1)磁場方向垂直紙面向里． (2)當(dāng)電子在 D、 E 間做勻速直線運動時有： eE＝ Bev. 當(dāng)電子在 D、 E 間的磁場中偏轉(zhuǎn)時有 Bev＝ mv2r ，同時又有： L＝ rsin θ ，可得：em＝Esin θB2L .
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