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汤姆生在测定阴极射线荷质比时采用的方法是利用电场、磁场偏转法.即测出阴极射线在匀强电场或匀强磁场中穿过一定距离时的偏角.设匀强电场的电场强度为E,阴极射线垂直电场射入、穿过水平距离L后的运动偏角为θ(θ较小,θ≈tanθ)(如图A);以匀强磁场B代替电场,测出经过同样长的一段弧长L的运动偏角为(如图B),试以E、B、L、θ、表示组成阴极射线粒子比荷q/m的关系式.

在电场中偏转
   L=v0t  ①  vy=at  ②
   a=  ③  tanθ=  ④ 
   ∴tanθ=  ⑤  ∵tanθ=θ  ⑥
         ∴θ=  ⑦
  在磁场中偏转:设电子在磁场中做匀速圆周运动半径为R
           qv0B=m  ⑧
            L=R·φ  ⑨ 
 ⑦⑧⑨联立消去v0整理得  
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图10所示,在坐标系xoy平面的x>0区域内,有电场强度E=2×105N/C,方向沿y轴负向的匀强电场和磁感应强度B=0.20 T,方向与xoy平面垂直向里的匀强磁场。在y轴上有一足够长的荧光屏MN,在x轴上的P(10,0)点处有一粒子发射枪连续不断的发射大量质量m=6.4×10-27kg,电量q=3.2×10-19C的带正电粒子,其向x轴方向发射的粒子恰能沿x轴做匀速直线运动。若撤去电场,并使粒子发射枪以P为轴在xoy平面内以角速度ω=2πrad/s逆时针转动(整个装置都处在真空中),求:
(1)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径;
(2)荧光屏上闪光点的范围;
(3)荧光屏上闪光点从最高点移动到最低点所用的时间。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

.如图所示,一电子束垂直于电场线与磁感线方向入射后偏向A极板,为了使电子束沿射入方向做直线运动,可采用的方法是 
A.将变阻器滑动头P向右滑动
B.将变阻器滑动头P向左滑动
C.将极板间距离适当减小
D.将极板间距离适当增大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,某一真空区域内充满匀强电场和匀强磁场,此区域的宽度d =" 8" cm,电场强度为E,方向竖直向下,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,一电子以一定的速度沿水平方向射入此区域.若电场与磁场共存,电子穿越此区域时恰好不发生偏转;若射入时撤去磁场,电子穿越电场区域时,沿电场方向偏移量y =" 3.2" cm;若射入时撤去电场,电子穿越磁场区域时也发生了偏转.不计重力作用,求:

(1)电子射入时的初速度的表达式;(注:表达式不必代入具体数值,只保留字母符号)
(2)电子比荷的表达式;
(3)画出电子穿越磁场区域时(撤去电场时)的轨迹并标出射出磁场时的偏转角
(4)电子穿越磁场区域后(撤去电场时)的偏转角
  

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图1(a)所示,在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场,电场的方向水平向右(图中由B到C),场强的大小变化如图1(b)所示,磁感应强度变化如图1(c)所示,方向垂直于纸面,从t=1s末开始,在A点每隔2s有一个相同的带电粒子(重力不计)沿AB方向(垂直于BC)的速度v0射出,恰好能击中C点,若AC=2BC,且粒子在AC间的运动时间小于1s,求:

(1)图像中E0和B0的比值;
(2)磁场的方向;
(3)若第一个粒子击中C点的时刻已知为(1+Δt)s,则第二个粒子击中C点的时刻是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,abcd是一个正方形的盒子,在cd边的中点有一个小孔e,盒子中存在着沿ad方向的匀强电场.一粒子源不断地从a处的小孔沿ab方向向盒内发射相同的带电粒子,粒子的初速度为v0,经电场作用后恰从e处的小孔射出.现撤去电场,在盒中加一方向垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出),粒子仍恰好从e孔射出.(粒子的重力和粒子间的相互作用力均可忽略),则

(1)所加磁场的方向如何?
(2)电场强度E与磁感强度B的比值为多大?
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

两块平行的水平放置的金属板、板长L=18cm,两板间距离d=5cm.两板间有垂直纸面的匀强磁场,其B=2T.两板间加有如图所示的周期性变化的电压.电压不为零时,上板带正电,下板带负电,若t=0时,有一质量m=kg的带电粒子,以速率v=6×m/s从两板的正中央沿垂直于磁场方向飞入两板之间,已知粒子带电量Q=+C,问:该粒子能否穿过两金属板?若不能穿过,粒子打在何处?若能穿过,求穿过金属板所用的时间.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一束具有各种速率的两种质量数不同的一价铜离子,水平地经过小   孔S1射入垂直的匀强电场和匀强磁场区域,已知匀强电场的场强E="1X" l05v/m,匀强磁场的磁感应强度为Bl=0.4T.求:
(1)速度多大的一价铜离子,才能通过与Sl小孔正对的S2小孔射入另一匀强磁场B2中?
(2)如果这些一价铜离子在匀强磁场B2中发生偏转后,打在过小孔S2且与两磁场分界面重合的照相底片上,已知分界面与小孔SlS2连线垂直,若感光点到小孔S2的距离分别为d1=0.654m,d2="0.674m" ,那么对应的两种铜离子的质量数之比为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。在电子枪中产生的
电子经过加速电场加速后射出,从P点进入并通过圆形区域后,打到荧光屏上,如图所示。如果圆形区域中不加磁场,电子一直打到荧光屏上的中心O点的动能为E;在圆形区域内加垂直于圆面、磁感应强度为B的匀强磁场后,电子将打到荧光屏的上端N点。已知ON=h,PO=L。电子的电荷量为e,质量为m。求:
(1)电子打到荧光屏上的N点时的动能是多少?说明理由。
(2)电子在电子枪中加速的加速电压是多少?
(3)电子在磁场中做圆周运动的半径R是多少?
(4)试推导圆形区域的半径r与R及h、L的关系式。
 
 

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