题目内容
如图所示为测量某种离子的荷质比的实验装置示意图。让中性气体分子进入电离室A，在那里被电离成离子，这些离子从电离室的小孔飘出，从缝S1进入电压为U的加速电场被加速，然后从缝S2垂直进入一圆形匀强磁场区域，最后电子束射到屏幕上的P点。圆形匀强磁场区域的磁感应强度为B，磁场方向垂直于圆面，磁场区域的中心为O，半径为r。当不加磁场时，电子束将通过O点打倒屏幕的中心M点。圆形匀强磁场区域的中心O距荧光屏的距离OM为l，测得MP之间的距离为h，且恰好有
。求该离子的荷质比q/m的表达式。
解析:
由带电粒子轨迹控制法，确定带电粒子的运动轨迹如图解所示。
若带电粒子出磁场时速度方向与OM的夹角为θ，则有：
①
又
②
根据动能定理对带电粒子加速过程有：
③
根据牛顿第二定律和洛仑兹力的公式有：
④
又：
⑤
联立①～⑤式解得：。
练习册系列答案
相关题目
（1）科学规律的发现离不开科学探究，而科学探究可以分为理论探究和实验探究．下面我们追寻科学家的研究足迹，用实验探究恒力做功和物体动能变化间的关系．
①某同学的实验方案如图1所示，该同学想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：
a．______；
b．______；
②如图2所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点．两相邻计数点间的时间间隔为T，距离如图．要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度、重力加速度外，还必须知道或测出的物理量有______；写出B、E两计数点间恒力做功和物体动能变化间的关系式______．
（2）影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减少．某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．
①答题纸上，为完成实验，请连接图3的实物图
②实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示．根据表中数据，判断元件Z是金属材料还是半导体材料？答：______．
③把元件Z接入如图4所示的电路中，当电阻R的阻值为R1=2Ω时，电流表的读数为1.25A；当电阻R的阻值为
R2=3.6Ω时，电流表的读数为0.80A．结合上表数据，求出电池的电动势为______V，内阻为______Ω．（不计电流表的内阻，结果保留两位有效数字）
①某同学的实验方案如图1所示，该同学想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：
a．______；
b．______；
②如图2所示是某次实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是计数点．两相邻计数点间的时间间隔为T，距离如图．要验证合外力的功与动能变化间的关系，除位移、速度、重力加速度外，还必须知道或测出的物理量有______；写出B、E两计数点间恒力做功和物体动能变化间的关系式______．
（2）影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减少．某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．
①答题纸上，为完成实验，请连接图3的实物图
②实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示．根据表中数据，判断元件Z是金属材料还是半导体材料？答：______．
| U/V | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 | 1.20 | 1.50 | 1.60 | |
| I/A | 0.20 | 0.45 | 0.80 | 1.25 | 1.80 | 2.80 | 3.20 |
R2=3.6Ω时，电流表的读数为0.80A．结合上表数据，求出电池的电动势为______V，内阻为______Ω．（不计电流表的内阻，结果保留两位有效数字）
