20xx粵教版高中物理選修3-531敲開(kāi)原子的大門(mén)規(guī)范訓(xùn)練(完整版)
【正文】 的小 孔飄出，從縫 S1進(jìn)入加速電場(chǎng)被加速．然后讓離子從縫 S2垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后打在底片上的 P 點(diǎn)．已知加速電壓為 U，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，縫 S2與 P 之間的距離為 a，離子從縫 S1進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度不計(jì)，求該離子的比荷 qm. 解析 離子在電場(chǎng)中 qU＝ 12mv2① 離子在磁場(chǎng)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(cè)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(diǎn)．因此，湯姆生的實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)發(fā)展史上最著名的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)之一．在實(shí) 驗(yàn)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(lái)的電子經(jīng)過(guò) A、 B 間的電場(chǎng)加速后，水平射入長(zhǎng)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(chǎng)強(qiáng)為 E 的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電子將向上 偏轉(zhuǎn)；如果再利用通電線圈在 D、 E 電場(chǎng)區(qū)加上一垂直紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng) (圖中未畫(huà) )熒光斑恰好回到熒光屏中心，接著再去掉電場(chǎng)，電子向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角為 θ，試解決下列問(wèn)題． 圖 3112 圖 3－ 1－ 13 (1)說(shuō)明圖中磁場(chǎng)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(chǎng)方向垂直紙面向里． (2)當(dāng)電子在 D、 E 間做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)有： eE＝ Bev. 當(dāng)電子在 D、 E 間的磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)有 Bev＝ mv2r ，同時(shí)又有： L＝ rsin θ ，可得：em＝Esin θB2L .
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