当在荧光屏上看不到亮点时,电子刚好打在下极板M2靠近荧光屏端的边缘,则=2,
=。
由此可以看出这一步的目的是使粒子在电场中的偏转位移成为已知量,就可以表示出比荷。
步骤C加上磁场后电子不偏转,电场力等于洛伦兹力,且洛伦兹力方向向上,由左手定则可知磁场方向垂直于纸面向外。
[答案] 见解析
运用电磁场测定电子比荷的解题技巧
(1)当电子在复合场中做匀速直线运动时,qE=qvB,可以测出电子速度大小。
(2)当电子在磁场中偏转时,qvB=m,测出圆周运动半径,即可确定比荷。
(3)当电子在匀强电场中偏转时,y=at2=,测出电场中的偏转量也可以确定比荷。
1.[多选]如图所示,从正离子源发射的正离子经加速电压U加速后进入相互垂直的匀强电场E和匀强磁场B中,发现离子向上偏转,要使此离子沿直线穿过电场,则应( )
A.增大电场强度E,减小磁感应强度B
B.减小加速电压U,增大电场强度E
C.适当地加大加速电压U
D.适当地减小电场强度E
解析:选CD 正离子进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场的区域中,受到的电场力F=qE,方向向上,受到的洛伦兹力f=qvB,方向向下,离子向上偏,说明电场力大于洛伦兹力,要使离子沿直线运动,即qE=qvB,则只有使洛伦兹力增大或电场力减小,增大洛伦兹力的途径是增大加速电压U或增大磁感应强度B,减小电场力的途径是减小场强E。选项C、D正确。
2.如图所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置。当极板P和P′间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O′点,O′点到O点的竖直距离为d,水平距离可忽略不计;此时在P与P′之间的区域里再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场,调节磁感应强度,当其大小为B时,亮点重新回到O点。已知极板水平方向长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2。