里,又由安培定则可判断导线中的电流方向为由A到B。可以通过改变导线中的电流方向来改变粒子的径迹。故正确答案为A、D。
[答案] AD
本题是运用左手定则和安培定则的综合性题目,在应用左手定则判断洛伦兹力的方向时,一定要注意运动电荷的正负。
利用电(或磁)偏转测带电粒子比荷 [例2] 汤姆孙用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图216所示。真空管内的阴极K发出的电子(不计初速度、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A′中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P′间的区域。当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O′点,O′与O的竖直间距为d,水平间距可忽略不计。此时,在P和P′间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场。调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点。已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2。
(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小。
(2)推导出电子的比荷的表达式。
图216
[解析] (1)当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时,电子做匀速直线运动,亮点重新回到中心O点。设电子的速度为v,则:evB=eE,可得v=,即v=。
(2)当极板间仅有偏转电场时,电子以速度v进入后,竖直方向做匀加速运动,加速度为a=。
电子在水平方向做匀速运动,在电场内的运动时间为
t1=。
这样,电子在电场中,竖直向上偏转的距离为
d1=at12=,
离开电场时竖直向上的分速度v⊥=at1=,电子离开电场后做匀速直线运动,到