1．湯姆孫測定陰極射線粒子比荷的實(shí)驗(yàn)原理如圖所示，陰極發(fā)出的電子束沿直線射到熒光屏上的O點(diǎn)時(shí)，出現(xiàn)一個(gè)光斑。在垂直于紙面的方向上加一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為3.0×10^-4T的勻強(qiáng)磁場后，電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)，沿半徑為7.2cm的圓弧運(yùn)動(dòng)，打在熒光屏上的P點(diǎn)。然后在磁場區(qū)域加一個(gè)豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度的大小為1.14×10³V/m時(shí)，光斑P又回到O點(diǎn)，求電子的比荷。

2．在湯姆孫測陰極射線比荷的實(shí)驗(yàn)中，采用了如圖所示的陰極射線管，從C出來的陰極射線經(jīng)過A、B間的電場加速后，水平射入長度為L的D、G平行板間，接著在熒光屏F中心出現(xiàn)熒光斑。若在D、G間加上方向向下，場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場，陰極射線將向上偏轉(zhuǎn)；如果再利用通電線圈在D、G電場區(qū)加上一垂直紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫），熒光斑恰好回到熒光屏中心，接著再去掉電場，陰極射線向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角為θ，試解決下列問題：
（1）說明陰極射線的電性；
（2）說明圖中磁場沿什么方向；
（3）根據(jù)L、E、B和θ，求出陰極射線的比荷。

3．物理學(xué)中將帶電粒子的電荷量與其質(zhì)量之比稱為比荷，根據(jù)某帶電粒子在電場和磁場中受力及運(yùn)動(dòng)情況，可以得到它的比荷。如圖是利用陰極射線管測比荷的裝置示意圖，左端正負(fù)極接高壓電源可從陰極K水平向右發(fā)射帶電粒子束（也叫陰極射線），當(dāng)圖中金屬板D₁、D₂之間未加電場時(shí)，粒子束不偏轉(zhuǎn)，最終運(yùn)動(dòng)到屏上P₁點(diǎn)。按圖示方向在D₁、D₂之間施加電場之后，粒子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)并運(yùn)動(dòng)到屏上P₂點(diǎn)。
（1）判斷該粒子的電性并簡要說明理由；
（2）為了抵消陰極射線的偏轉(zhuǎn)，使它沿水平方向直接運(yùn)動(dòng)到P₁，需要在兩塊金屬板D₁、D₂之間的區(qū)域再施加一個(gè)大小合適、方向垂直于紙面的磁場。若已知金屬板D₁、D₂間距離d,兩板間的電壓U，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
a.請判斷磁場的方向并求出陰極射線速度v的表達(dá)式；
b.去掉D₁、D₂間的電場，陰極射線經(jīng)N點(diǎn)（圖中未畫出）離開磁場打到P₃點(diǎn)。若已知P₃點(diǎn)到N點(diǎn)的水平距離為D，豎直距離為h,金屬板D₁、D₂的板長為L，請推導(dǎo)出陰極射線中粒子的比荷。