精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
(12分)汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示,真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A'中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O'点,(O'与O点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计.此时,在P和P'间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2(如图所示).

(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小。
(2)推导出电子的比荷的表达式
(1)(2)

试题分析:(1)当电子受到的电场力与洛沦兹力平衡时,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 得            即  
(2)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,竖直向上偏转的距离为 
离开电场时竖直向上的分速度为 
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 
点评:类平抛运动处理规律:将运动分解成相互垂直的两方向运动,因此将一个复杂的曲线运动分解成两个简单的直线运动,并用运动学公式来求解.
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,一个电子以速度v0=6.0×106m/s和仰角α=45°从带电平行板电容器的下板边缘向上板飞行。两板间场强E=2.0×104V/m,方向自下向上。若板间距离d=2.0×10-2m,板长L=10cm,问此电子能否从下板射至上板?它将击中极板的什么地方?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,带电量为q的负电荷,以初动能Ek从两平行板的正中央沿垂直于电场线方向进入平行板间的匀强电场,恰沿B板边缘飞出电场,且飞出时其动能变为2Ek,则A、B两板间的电势差为(     )

A、Ek/q,A板电势高            B、Ek/q,B板电势高
C、2Ek/q,A板电势高           D、2Ek/q,B板电势高

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,两平行金属板间有一匀强电场,板长为L,板间距离为d,在板右端L处有一竖直放置的光屏M,一带电荷量为q,质量为m的质点从两板中央射入间,最后垂直打在M屏.则下列结论正确的是(  )
A.板间电场强度大小为
B.板间电场强度大小为
C.质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等
D.质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一电荷量为q的正离子以速度v射入离子速度选择器,恰能沿直线飞出,速度选择器中的电场强度为E,磁感应强度为B,则(  )
A.若改为电荷量为-q的离子,将往上偏
B.若速度变为2v,将往上偏
C.若改为带电荷量为+2q的离子,将往下偏
D.若速度变为v/2,将往下偏

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示电路,平行板电容器的一个极板与滑动变阻器的滑动端P相连接.电子以速度v0垂直于电场线方向射入并穿过平行板间的电场.在保证电子还能穿出平行板间电场的情况下,若使滑动变阻器的滑动端P上移,则关于电容器极板上所带电量q和电子穿越平行板所需的时间t的说法正确的是( )
A.电量q增大,时间t也增大
B.电量q不变,时间t增大
C.电量q增大,时间t不变
D.电量q不变,时间t也不变

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

静电透镜是利用静电场使电子束汇聚或发散的一种装置,其中某部分静电场的分布如图所示.虚线表示这个静电场在xOy平面内的一簇等势线,等势线形状相对于Ox轴、Oy轴对称.等势线的电势沿x轴正向增加,且相邻两等势线的电势差相等.一个电子经过P点(其横坐标为-x0)时,速度与Ox轴平行.适当控制实验条件,使该电子通过电场区域时仅在Ox轴上方运动.在通过电场区域过程中,该电子沿y方向的分速度vy随位置坐标x变化的示意图可能是图中  (     )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

长为L的平行金属板,板间形成匀强电场,一个带电为+q、质量为m的带电粒子,以初速v0紧贴上板垂直于电场线方向射入该电场,刚好从下板边缘射出,末速度恰与下板成300角,如图所示.

求:(1)粒子未速度的大小;
(2)匀强电场的场强;
(3)两板间的距离d.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图所示,质量为m,电荷量为e的电子,从A点以速度v0垂直于电场方向射入一个电场强度为E的匀强电场中,从B点射出电场时的速度方向与电场线成120°角,电子重力不计。求:

(1)电子在电场中的加速度大小a及电子在B点的速度大小vB?
(2)A、B两点间的电势差UAB?
(3)电子从A运动到B的时间tAB?

查看答案和解析>>

同步练习册答案