Question

【題目】一種測定電子比荷的實驗裝置如圖所示真空玻璃管內，陰極K發出的電子（可認為初速度為0）經陽極A與陰極K之間的高電壓加速后，形成一細束電子流，以平行于平板電容器極板的速度從兩極板C、D左端中點進入極板區域。若兩極板C、D間無電壓，電子將打在熒光屏上的O點若在兩極板CD間施加偏轉電壓，則離開極板區域的電子將打在熒光屏上的P點；若再在極板間施加一個方向垂直于紙面向外的勻強磁場，則電子又打在熒光屏上的O點。已知磁場的磁感應強度為B，極板間電壓為U，極板的長度為l，C、D間的距離為d，極板區的中點M到熒光屏中點O的距離為L，P點到O點的距離為y。

（1）求電子進入偏轉電場的速度v0。

（2）求電子的比荷。

Answer 1

【答案】（1）。（2）。

【解析】

（1）加上磁場B后，熒光屏上的光點重新回到O點，可知電子受到電場力和洛倫茲力平衡，有：qE=qv0B，

又E=，

聯立解得電子射入偏轉電場的速度。

（2）電子在極板區域運行的時間，

在電場中的偏轉位移，

電子離開極板區域時，沿垂直極板方向的末速度，

設電子離開極板區域后，電子到達光屏P點所需的時間為t2，

，

電子離開電場后再垂直極板方向的位移y2=vyt2，

P點離開O點的距離等于電子在垂直極板方向的總位移y=y1+y2，

聯立解得。