甲
2.撤去电场(如图乙),保留磁场,让粒子单纯地在磁场中运动,由洛伦兹力提供向心力,即Bqv=m,根据轨迹偏转情况,由几何知识求出其半径r。
乙
3.由以上两式确定粒子的比荷表达式:=。
[典例] 带电粒子的比荷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,以求得电子的比荷,实验装置如图所示。其中两正对极板M1、M2之间的距离为d,极板长度为L。
他们的主要实验步骤如下:
A.首先在两极板M1、M2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,在荧光屏的正中心处观察到一个亮点;
B.在M1、M2两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,使荧光屏上的亮点逐渐向荧光屏下方偏移,直到荧光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M1、M2区域加一个大小、方向合适的磁场B,使荧光屏正中心处重现亮点。试问外加磁场的方向如何?
[思路点拨]
(1)当电子在电场中的竖直偏转位移达到时,恰好在荧光屏上看不到亮点。
(2)要使电子恰好打在荧光屏正中心处,所加的磁场必须满足使电子所受的电场力与其所受的洛伦兹力等大反向。
(3)判断磁场的方向时要注意电子的电性。
[解析] 步骤B中电子在M1、M2两极板间做类平抛运动,当增大两极板间电压时,电子在两极板间的偏转位移增大。