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如下圖為一種可用于測量電子電量e與質量m比值e/m的陰極射線管,管內處于真空狀態.圖中L是燈絲,當接上電源時可發出電子.A是中央有小孔的金屬板,當L和A間加上電壓時(其電壓值比燈絲電壓大得多),電子將被加速并沿圖中虛直線所示的路徑到達熒光屏S上的O點,發出熒光,為兩塊平行于虛直線的金屬板,已知兩板間距為d,在虛線所示的圓形區域內可施加一勻強磁場,已知其磁感強度為B,方向垂直紙面向外,a、都是固定在管殼上金屬引線,,是三個電壓可調并可讀出其電壓值的直流電源.

 (1)試在圖中畫出三個電源與陰極射線管的有關引線的連線.

(2)導出計算e/m的表達式,要求用應測物理量及題給已知量表示.

(1)各電源的連線如圖。

(1)的兩端與相連

  的上端與相連,下端(正極)與a相連.

  的上端與相連,下端(正極)與相連.

        (2)設,向外提供電壓分別為,則由動能定理得:

      ∴

  


解析:

設加速電壓為,電子加速后穿過小孔的速度為,則有

           ①

施加磁場后,要使電子仍打在O點,應在之間加上適當的電壓,使電子所受的電場力和洛侖磁力平衡,有

            ②

由①、②兩式可解得

練習冊系列答案
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(1)試在圖中畫出三個電源與陰極射線管的有關引線的連線.

(2)導出計算的表達式.要求用應測物理量及題給已知量表示.

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