2. 1858年,德国物理学家普吕克尔在观察低压气体的放电现象时发现实验装置的玻璃壁上有淡淡的荧光。1876年,戈德斯坦认为管壁上的荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线撞击而成,并命名它为“阴极射线”。为了探究这种射线的本质,J.J.汤姆孙设计了如图所示的实验装置:阴极K发出的带电粒子通过小孔A、B形成一束射线,它穿过两片平行金属板D
1、D
2之间的空间,到达右侧带有标尺的荧光屏上,通过射线产生的荧光位置,可以研究射线的通过的路径。请回答下面问题。
(1)按图1所示方向施加电场后,射线发生偏转并射到屏幕
点,可以推断阴极射线带哪种电荷?试说明你的判断依据。
(2)在两块金属板之间的区域施加适当磁场,可以抵消电场的偏转,使它从
回到
,则所加磁场的方向应该是怎样的?
(3)如果磁场的磁感应强度为
B,D
1、D
2间电压为
U,间距为
d,则阴极射线粒子的速度是多大?(列式分析并求解)
(4)去掉电场,只保留磁场,阴极射线在磁场区域会形成一个半径为
r的圆弧,使得射线落在屏幕
点。通过对几何参量的测量和计算可以得到这个半径
r,试分析射线粒子的比荷
。(
r为已知量,列式分析并求解)