Question

【题目】1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷，图为汤姆孙测电子比荷的装置示意图。在真空玻璃管内，阴极K发出的电子经阳极A与阴极K之间的高电压加速后，形成细细的一束电子流，沿图示方向进入两极板C、D间的区域。若两极板C、D间无电压，电子将打在荧光屏上的O点，若在两极板间施加电压U，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P点；若再在极板间施加磁感应强度大小为B的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到O点，已知极板的长度L=5.00cm，C、D间的距离d=1.50cm，极板的右端到荧光屏的距离D=10.00cm，U=200V，B=6.3×10－4T，P点到O点的距离Y=3.0cm。求:

(1)判断所加磁场的方向；

(2)电子经加速后射入极板C、D的速度v；

(3)电子的比荷 (结果保留三位有效数字）。

Answer 1

【答案】(1)磁场方向垂直纸面向外 (2)v=2.12×107m/s (3) =1.61×1011C/kg

【解析】（1）由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外；

（2）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，亮点重新回复到中心O点，设电子的速度为，则evB=eE

得即代入数据得v=2.12×107m/s

（3）当极板间仅有偏转电场时，电子以速度进入后，竖直方向作匀加速运动，加速度为

电子在水平方向作匀速运动，在电场内的运动时间为

这样，电子在电场中，竖直向下偏转的距离为

离开电场时竖直向下的分速度为

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

可解得代入数据得=1.61×1011C/kg