带电粒子的比荷qm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：极板的极性如图所示，并逐步调节增大两板间电压，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，在M1、M2之间的区域加一个大小、方向合适的磁场，使荧光屏正中心处重现亮点。试问外加磁场的方向如何？
q
m
【考点】阴极射线与阴极射线管的应用．
【答案】B步骤的目的是使粒子在电场中的偏转距离成为已知量，就可以表示出比荷；磁场的方向垂直纸面向外。
【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：44引用：1难度：0.4
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1．张强同学利用感应圈、学生电源、阴极射线管、蹄形永久磁铁等器材来探究磁场对运动电荷的作用规律．
（1）首先将阴极射线管与感应圈相连，加上电压，阴极发出高速电子束．从荧光屏上可以观察到电子运动的轨迹．不加磁场时，电子束沿前进．
（2）如果将蹄形磁铁移近阴极射线管，将观察到电子束在磁场中发生，此实验现象说明了磁场对运动电荷存在力的作用．
（3）当改变磁场方向时，将观察到电子束的偏转方向将随之改变，此实验现象说明了．发布：2024/11/17 8:0:1组卷：21引用：1难度：0.5 -
2．张强同学利用感应圈、学生电源、阴极射线管、蹄形磁铁等器材来探究磁场对运动电荷的作用规律．
（1）首先将阴极射线管与感应圈相连，加上电压，阴极发出高速电子束．从荧光屏上可以观察到电子束运动的轨迹．不加磁场时，电子束沿前进．
（2）如果将蹄形磁铁移近阴极射线管，将观察到电子束在磁场中发生，此实验现象说明了．
（3）当改变磁场方向时，将观察到电子束的偏转方向将，此实验现象说明了．发布：2024/11/17 8:0:1组卷：20引用：1难度：0.5 -
3．1897年，物理学家J.J.汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流并测出了这种粒子的比荷，一种测定电子比荷的实验装置如图所示，真空玻璃管内，阴极K发出的电子经阳极A与阴极K之间的高压加速后，形成细细的一束电子流，沿图示方向进入两极CD间的区域。若两极板CD间无电压，电子将打在荧光屏上的O点；若在两极板间施加电压U，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P点；若再在极板间施加一个方向垂直于纸面磁感应强度为B的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到O。已知极板的长度l=5.00cm,CD间的距离d=1.50cm,极板区的中心点M到荧光屏中点O的距离为L=12.50cm,U=200V，B=6.3×10-4T，P点到O点的距离y=3.0cm。试求：
（1）极板间磁场方向；
（2）电子经阳极A与阴极K之间的高压加速后的速度；（保留3位有效数字）
（3）电子的比荷。（保留两位有效数字）
发布：2024/10/13 15:0:1组卷：51引用：3难度：0.5
