带电粒子的荷质比是一个重要的物理量。某中学物理兴趣小组设计了一个实验,探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响,以求得电子的荷质比,实验装置如图所示。
①他们的主要实验步骤如下:
A.首先在两极板M1M2之间不加任何电场、磁场,开启阴极射线管电源,发射的电子束从两极板中央通过,在荧屏的正中心处观察到一个亮点;
B.在M1M2两极板间加合适的电场:加极性如图所示的电压,并逐步调节增大,使荧屏上的亮点逐渐向荧屏下方偏移,直到荧屏上恰好看不见亮点为止,记下此时外加电压为U。请问本步骤的目的是什么?
C.保持步骤B中的电压U不变,对M1M2区域加一个大小、方向合适的磁场B,使荧屏正中心处重现亮点,试问外加磁场的方向如何?
②根据上述实验步骤 ,同学们正确地推算出电子的荷质比与外加电场,磁场及其他相关量的关系为。一位同学说,这表明电子的荷质比大小将由外加电压决定,外加电压越大则电子的荷质比越大,你认为他的说法正确吗?为什么?
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更新时间:2020-08-08 08:22:54
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【推荐1】XCT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,XCT扫描机可用于多种病情的探测。图甲是某种XCT机主要部分的剖面图,其中产生X射线部分的示意图如图乙所示,图中的M、N之间有一加速电场以加速电子束,虚线框内为偏转元件中的匀强偏转场S,经调节后电子从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到水平圆形靶台上的中心点P,产生X射线(如图中带箭头的虚线所示)。已知电子的质量为m,带电荷量大小为e,两极板之间的距离为d,电子刚进入偏转场S时的速度为,偏转区域水平宽度为,竖直高度足够长,忽略电子的重力影响,不考虑电子间的相互作用及电子进入加速电场时的初速度,不计空气阻力。
(1)求加速电场M、N之间的电场强度;
(2)若偏转场S为在竖直平面内竖直向上的匀强电场,中电子束距离靶台竖直高度为H,当偏转电场强度为时电子恰好能击中靶台的中心P点,求偏转场右边界距P点的水平距离L。
(3)若偏转场S为垂直纸面向里的匀强磁场,实现电子束射出偏转场S时速度方向与水平方向夹角为37°,且打到水平圆形靶台上的中心P点,已知,。求:
①匀强磁场的磁感应强度B的大小;
②若让打在水平圆形靶台上的电子束从中心P点向右边缘移动,请写出操作的方法(至少写出两条)。
(1)求加速电场M、N之间的电场强度;
(2)若偏转场S为在竖直平面内竖直向上的匀强电场,中电子束距离靶台竖直高度为H,当偏转电场强度为时电子恰好能击中靶台的中心P点,求偏转场右边界距P点的水平距离L。
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【推荐2】如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系。一质量为、电量为的质子,自原点以初速度沿轴正方向运动。若在以轴和轴为邻边的矩形区域内分布着垂直平面的匀强磁场,一段时间后质子沿与轴夹角为30°方向经过点。若撤去磁场,在坐标系内加一与轴正方向夹角为150°的匀强电场(电场、磁场均未画出),该质子恰能经过轴上的点。已知点到的距离为,不计质子重力,求:
(1)磁场的磁感应强度B的大小;
(2)质子在磁场中运动的时间;
(3)匀强电场的电场强度E的大小。
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【推荐1】质量为,带电荷量为的微粒,以速度与水平方向成角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间,如图所示,微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动,重力加速度为g,求:
(1)该带电粒子带何种电荷填“正电”或“负电”;
(2)对粒子进行受力分析;
(3)磁感应强度的大小
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【推荐2】如图所示,在地面附近,坐标系在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为,在的区域内还有沿轴负向的匀强电场,场强大小为,一个带正电油滴经图中轴上的点,沿着与水平方向成角斜向下做直线运动,进入的区域.要使油滴进入的区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动.需在的区域内加一个匀强电场,若带电油滴做圆周运动通过轴上的点,且,求:
(1)在x>0的区域内所加的电场强度的大小和方向;
(2)油滴从x轴上的M点到达x轴上的N点所用的时间。
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【推荐3】如图所示,质量M=1kg足够长的绝缘木板放置在光滑水平面上,其右端放有一质量为m=2kg可视为质点的物块,物块带正电,电荷q=0.8C,物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,开始时物块与木板都处于静止状态。在距木板右端L=4m处有一竖直分界线DE,DE右边有垂直纸面向里范围足够大的匀强磁场,磁感应强度B=5T。现对木板施加水平向右F=8N的拉力,当物块运动到DE处时,撤去拉力F。重力加速度g取10m/s2,求:
(1)从木板开始运动到木板右端到达DE所用的时间;
(2)物块刚要进入磁场时,物块相对木板运动的距离;
(3)整个过程中产生的热量。
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