物理學(xué)中將帶電粒子的電荷量與其質(zhì)量之比稱為比荷，根據(jù)某帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中受力及運(yùn)動(dòng)情況，可以得到它的比荷。如圖是利用陰極射線管測(cè)比荷的裝置示意圖，左端正負(fù)極接高壓電源可從陰極K水平向右發(fā)射帶電粒子束（也叫陰極射線），當(dāng)圖中金屬板D1、D2之間未加電場(chǎng)時(shí)，粒子束不偏轉(zhuǎn)，最終運(yùn)動(dòng)到屏上P1點(diǎn)。按圖示方向在D1、D2之間施加電場(chǎng)之后，粒子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)并運(yùn)動(dòng)到屏上P2點(diǎn)。
（1）判斷該粒子的電性并簡(jiǎn)要說明理由；
（2）為了抵消陰極射線的偏轉(zhuǎn)，使它沿水平方向直接運(yùn)動(dòng)到P1，需要在兩塊金屬板D1、D2之間的區(qū)域再施加一個(gè)大小合適、方向垂直于紙面的磁場(chǎng)。若已知金屬板D1、D2間距離d,兩板間的電壓U，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
a.請(qǐng)判斷磁場(chǎng)的方向并求出陰極射線速度v的表達(dá)式；
b.去掉D1、D2間的電場(chǎng)，陰極射線經(jīng)N點(diǎn)（圖中未畫出）離開磁場(chǎng)打到P3點(diǎn)。若已知P3點(diǎn)到N點(diǎn)的水平距離為D，豎直距離為h,金屬板D1、D2的板長(zhǎng)為L(zhǎng)，請(qǐng)推導(dǎo)出陰極射線中粒子的比荷qm。
q
m
【考點(diǎn)】陰極射線與陰極射線管的應(yīng)用．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：104引用：1難度：0.6
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1．張強(qiáng)同學(xué)利用感應(yīng)圈、學(xué)生電源、陰極射線管、蹄形永久磁鐵等器材來探究磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用規(guī)律．
（1）首先將陰極射線管與感應(yīng)圈相連，加上電壓，陰極發(fā)出高速電子束．從熒光屏上可以觀察到電子運(yùn)動(dòng)的軌跡．不加磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿前進(jìn)．
（2）如果將蹄形磁鐵移近陰極射線管，將觀察到電子束在磁場(chǎng)中發(fā)生，此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明了磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷存在力的作用．
（3）當(dāng)改變磁場(chǎng)方向時(shí)，將觀察到電子束的偏轉(zhuǎn)方向?qū)㈦S之改變，此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明了．發(fā)布：2024/11/17 8:0:1組卷：21引用：1難度：0.5 -
2．張強(qiáng)同學(xué)利用感應(yīng)圈、學(xué)生電源、陰極射線管、蹄形磁鐵等器材來探究磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用規(guī)律．
（1）首先將陰極射線管與感應(yīng)圈相連，加上電壓，陰極發(fā)出高速電子束．從熒光屏上可以觀察到電子束運(yùn)動(dòng)的軌跡．不加磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿前進(jìn)．
（2）如果將蹄形磁鐵移近陰極射線管，將觀察到電子束在磁場(chǎng)中發(fā)生，此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明了．
（3）當(dāng)改變磁場(chǎng)方向時(shí)，將觀察到電子束的偏轉(zhuǎn)方向?qū)?!--BA-->，此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明了．發(fā)布：2024/11/17 8:0:1組卷：20引用：1難度：0.5 -
3．1897年，物理學(xué)家J.J.湯姆孫根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流并測(cè)出了這種粒子的比荷，一種測(cè)定電子比荷的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，真空玻璃管內(nèi)，陰極K發(fā)出的電子經(jīng)陽極A與陰極K之間的高壓加速后，形成細(xì)細(xì)的一束電子流，沿圖示方向進(jìn)入兩極CD間的區(qū)域。若兩極板CD間無電壓，電子將打在熒光屏上的O點(diǎn)；若在兩極板間施加電壓U，則離開極板區(qū)域的電子將打在熒光屏上的P點(diǎn)；若再在極板間施加一個(gè)方向垂直于紙面磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則電子在熒光屏上產(chǎn)生的光點(diǎn)又回到O。已知極板的長(zhǎng)度l=5.00cm,CD間的距離d=1.50cm,極板區(qū)的中心點(diǎn)M到熒光屏中點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)=12.50cm,U=200V，B=6.3×10-4T，P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離y=3.0cm。試求：
（1）極板間磁場(chǎng)方向；
（2）電子經(jīng)陽極A與陰極K之間的高壓加速后的速度；（保留3位有效數(shù)字）
（3）電子的比荷。（保留兩位有效數(shù)字）
發(fā)布：2024/10/13 15:0:1組卷：51引用：3難度：0.5
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