精英家教網(wǎng)湯姆生用如圖所示的裝置(陰極射線管)發(fā)現(xiàn)了電子.電子由陰極C射出,在CA間電場加速,A′上有一小孔,所以只有一細束的電子可以通過P與P′兩平行板間的區(qū)域,電子通過這兩極板區(qū)域后打到管的末端,使末端S處的熒光屏發(fā)光(熒光屏可以近似看成平面).水平放置的平行板相距為d,長度為L,它的右端與熒光屏的距離為D.當平行板間不加電場和磁場時,電子水平打到熒光屏的O點;當兩平行板間電壓為U時,在熒光屏上S點出現(xiàn)一亮點,測出OS=H;當偏轉板中又加一磁感應強度為B垂直紙面向里的勻強磁場時,發(fā)現(xiàn)電子又打到熒光屏的O點.若不考慮電子的重力,求
(1)CA間的加速電壓U′;
(2)電子的比荷
em
分析:(1)粒子在極板間時豎直方向做勻加速直線運動,射出偏轉場后豎直方向做勻速直線運動,整個過程水平方向一直為勻速直線運動,利用豎直方向位移之和為H列方程求解;
(2)根據(jù)粒子所受電場力和洛倫茲力平衡列方程求比荷.
解答:解:(1)粒子在加速場中:eU′=
1
2
mv02
得:U′=
mv02
2e
   ①
偏轉場中:a=
eU
md
   ②
L=v0t1  ③
豎直方向位移:y1=
1
2
at12   ④
射出偏轉場后,水平方向:D=v0t2   ⑤
豎直方向:y2=at1?t2   ⑥
又:y1+y2=H  ⑦
聯(lián)立②③④⑤⑥⑦得:
mv02
e
=
U(L2+2DL)
2Hd
  ⑧
⑧代入①得:U′=
U(L2+2DL)
4Hd
   ⑨
(2)當偏轉板中又加一磁感應強度為B垂直紙面向里的勻強磁場時,發(fā)現(xiàn)電子又打到熒光屏的O點,根據(jù)平衡條件:
e
U
m
=ev0B  ⑩
由①⑨⑩聯(lián)立得:
e
m
=
2HU
B2Ld(2D+L)

答:(1)CA間的加速電壓U′為
U(L2+2DL)
4Hd
;(2)電子的比荷
e
m
=
2HU
B2Ld(2D+L)
點評:粒子在電場的偏轉可運用平拋運動處理規(guī)律:將運動分解成相互垂直的兩方向運動,因此將一個復雜的曲線運動分解成兩個簡單的直線運動,并用運動學公式來求解.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?重慶)某研究性學習小組用如圖所示的裝置來選擇密度相同、大小不同的球狀納米粒子.密度相同的粒子在電離室中被電離后帶正電,電量與其表面積成正比.電離后粒子緩慢通過小孔O1進入極板間電壓為U的水平加速電場區(qū)域I,再通過小孔O2射入相互正交的恒定勻強電場和勻強磁場區(qū)域II,其中磁場的磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向外.收集室的小孔O3與O1、O2在同一條水平線上.實驗發(fā)現(xiàn):半徑為r0的粒子,其質量為m0、電量為q0,剛好能沿O1O3直線射入收集室.不計納米粒子重力和粒子之間的相互作用力.(球形體積和球形面積公式分別為V=
43
πr3,S球=4πr2).求:

(1)圖中區(qū)域II的電場強度E;
(2)半徑為r的粒子通過O2時的速率v;
(3)試討論半徑r≠r0的粒子進入?yún)^(qū)域II后將向哪個極板偏轉.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

精英家教網(wǎng)(1)用如圖所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象,用光子能量為2.5eV的光照射到光電管上時,電流表G示數(shù)不為0,移動變阻器的觸點c,當電壓表的示數(shù)大于或等于時0.7V,電流表示數(shù)為0,則
 

A.光電管陰極的逸出功為1.8eV
B.電鍵k斷開后,有電流流過電流表G
C.光電子的最大初動能為0.7eV
D.改用能量為1.5eV的光子照射,電流表G也有電流,但電流較小
(2)下列說法正確的是
 

A.甲、乙兩個物體組成一系統(tǒng),甲、乙所受合外力不均為零,則系統(tǒng)的動量不可能守恒
B.用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動能要大
C.波粒二象性中的波動性是大量光子和高速運動的微觀粒子的行為,這種波動性與機械波在本質上是不同的
D.欲使處于基態(tài)的氫原子電離,可以用動能為13.7eV的電子去碰撞
E.原子核式結構模型是由湯姆遜在α粒子散射實驗基礎上提出的
F.發(fā)現(xiàn)中子的核反應是
 
9
4
Be+
 
4
2
He→
 
12
6
C+
 
1
0
n
G.核力是強相互作用的一種表現(xiàn),任意兩個核子之間都存在核力作用
H.β衰變說明了β粒子(電子)是原子核的組成部分
(3)質量分別為2m和m的A、B兩個小球在光滑的水平面上分別以速度v1、v2同向運動并發(fā)生對心碰撞,碰后B球被右側的墻原速彈回,又與A相碰,碰后兩球都靜止,則第一次碰后A球的動量大小PA
 
(填“>”“=”或“<”)B球動量大小PB,第一次碰后B球速度為
 

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科目:高中物理 來源: 題型:

湯姆生用如29所示的裝置(陰極射線管)發(fā)現(xiàn)了電子。電子由陰極C射出,在CA間電場加速,A'上有一小孔,所以只有一細束的電子可以通過PP'兩平行板間的區(qū)域,電子通過這兩極板區(qū)域后打到管的末端,使末端S處的熒光屏發(fā)光(熒光屏可以近似看成平面。)。水平放置的平行板相距為d,長度為L,它的右端與熒光屏的距離為D。當平行板間不加電場和磁場時,電子水平打到熒光屏的O點;當兩平行板間電壓為U時,在熒光屏上S點出現(xiàn)一亮點,測出OS=H;當偏轉板中又加一磁感應強度為B垂直紙面向里的勻強磁場時,發(fā)現(xiàn)電子又打到熒光屏的O點。若不考慮電子的重力,求

(1)CA間的加速電壓U'

(2)電子的比荷e/m。

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科目:高中物理 來源:2009年江蘇省高考物理考前熱身模擬試卷(解析版) 題型:解答題

(1)用如圖所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象,用光子能量為2.5eV的光照射到光電管上時,電流表G示數(shù)不為0,移動變阻器的觸點c,當電壓表的示數(shù)大于或等于時0.7V,電流表示數(shù)為0,則______
A.光電管陰極的逸出功為1.8eV
B.電鍵k斷開后,有電流流過電流表G
C.光電子的最大初動能為0.7eV
D.改用能量為1.5eV的光子照射,電流表G也有電流,但電流較小
(2)下列說法正確的是______
A.甲、乙兩個物體組成一系統(tǒng),甲、乙所受合外力不均為零,則系統(tǒng)的動量不可能守恒
B.用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動能要大
C.波粒二象性中的波動性是大量光子和高速運動的微觀粒子的行為,這種波動性與機械波在本質上是不同的
D.欲使處于基態(tài)的氫原子電離,可以用動能為13.7eV的電子去碰撞
E.原子核式結構模型是由湯姆遜在α粒子散射實驗基礎上提出的
F.發(fā)現(xiàn)中子的核反應是Be+He→C+n
G.核力是強相互作用的一種表現(xiàn),任意兩個核子之間都存在核力作用
H.β衰變說明了β粒子(電子)是原子核的組成部分
(3)質量分別為2m和m的A、B兩個小球在光滑的水平面上分別以速度v1、v2同向運動并發(fā)生對心碰撞,碰后B球被右側的墻原速彈回,又與A相碰,碰后兩球都靜止,則第一次碰后A球的動量大小PA______(填“>”“=”或“<”)B球動量大小PB,第一次碰后B球速度為______.

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