如圖甲所示為湯姆生在1897年測(cè)量陰極射線(電子)的比荷時(shí)所用實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖.K為陰極,A
1和A
2為連接在一起的中心空透的陽(yáng)極,電子從陰極發(fā)出后被電場(chǎng)加速,只有運(yùn)動(dòng)方向與A
1和A
2的狹縫方向相同的電子才能通過(guò),電子被加速后沿00’方向垂直進(jìn)人方向互相垂直的電場(chǎng)、磁場(chǎng)的疊加區(qū)域.磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,電場(chǎng)極板水平放置,電子在電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的共同作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn).已知圓形磁場(chǎng)的半徑為r,圓心為C.
某校物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們利用該裝置,進(jìn)行了以下探究測(cè)量:
第一步:調(diào)節(jié)兩種場(chǎng)的強(qiáng)弱.當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時(shí),使得電子恰好能夠在復(fù)合場(chǎng)區(qū)域內(nèi)沿直線運(yùn)動(dòng).
第二步:撤去電場(chǎng),保持磁場(chǎng)和電子的速度不變,使電子只在磁場(chǎng)力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),打在熒屏上出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)P,通過(guò)推算得到電子的偏轉(zhuǎn)角為α(CP與OO′下之間的夾角).
求:(1)電子在復(fù)合場(chǎng)中沿直線向右飛行的速度;
(2)電子的比荷
;
(3)有位同學(xué)提出了該裝置的改造方案,把球形熒屏改成平面熒屏,并畫(huà)出了如圖乙的示意圖.已知電場(chǎng)平行金屬板長(zhǎng)度為L(zhǎng)
1,金屬板右則到熒屏垂直距離為L(zhǎng)
2.實(shí)驗(yàn)方案的第一步不變,可求出電子在復(fù)合場(chǎng)中沿直線向右飛行的速度.第二步撤去磁場(chǎng),保持電場(chǎng)和電子的速度不變,使電子只在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn),打在熒屏上出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)P,通過(guò)屏上刻度可直接讀出電子偏離屏中心點(diǎn)的距離
=y.同樣可求出電子的比荷
.請(qǐng)你判斷這一方案是否可行?并說(shuō)明相應(yīng)的理由.