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如图为密立根油滴实验示意图.设两平行板间距d=0.5cm,板间电压U=150V,当电键S断开时,从上板小孔漂入的带电油滴能以速度v0匀速下降.合上S,油滴由下降转为上升.当速度大小达到v0时能匀速上升.假设油滴在运动中所受阻力与速度大小成正比(即f=kv),测得油滴的直径 D=1.10×106m,油的密度ρ=1.05×103kgm3,试算出油滴的带电量并说明电性.

答案:
解析:

油滴带负电.q=4.8×10-19C

 


提示:

S合上前,油滴漂入小孔后受重力和阻力作用,以速度v0匀速下降时满足条件

f0=kv0=mg.

  S合上后,油滴能由下降转为上升,电场力(Eq)必向上,速度大小达到v0时,所受阻力也为f0,匀速上升时必满足条件

Eq=mg+f0=2mg.

 


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

密立根油滴实验进一步证实了电子的存在,揭示了电荷的非连续性.如图所示是密立根实验的原理示意图,设小油滴质量为m,调节两板间电势差为U,当小油滴悬浮在两板间电场中不动时,测出两板间距离为d.可求出小油滴的电荷量q=
mgd
U
mgd
U

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?东城区三模)电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根所做的油滴实验测得的.密立根油滴实验的原理如图所示,两块水平放置的平行金属板与电源相连接,使上板带正电,下板带负电,油滴从喷雾器喷出后,经过上面金属板中间的小孔,落到两板之间的匀强电场中,在强光照射下,观察者通过显微镜观察油滴的运动.大多数油滴在经过喷雾器喷嘴时因摩擦而带电,密立根通过实验测得数千个油滴所带电荷量,并分析得出这些电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍,这个最小电荷量即电子所带电荷量.
从喷雾器喷出的小油滴可以视为球形,小油滴在空气中下落时受到的空气阻力大小跟它下落的速度v的大小成正比,即f=6πηr v,式中r为油滴的半径,η为粘度系数.
(1)实验中先将开关S断开,测出小油滴下落一段时间后达到匀速运动时的速度v1,已知油的密度为ρ,粘度系数为η,空气的浮力远小于重力,可以忽略,试由以上数据计算小油滴的半径r.
(2)待小油滴向下运动的速度达到v1后,将开关S闭合,小油滴受电场力作用,最终达到向上匀速运动,测得匀速运动时的速度v1,已知两金属板间的距离为d,电压为U,试由以上数据计算小油滴所带的电荷量.

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科目:高中物理 来源:物理教研室 题型:038

如图为密立根油滴实验示意图.设两平行板间距d=0.5cm,板间电压U=150V,当电键S断开时,从上板小孔漂入的带电油滴能以速度v0匀速下降.合上S,油滴由下降转为上升.当速度大小达到v0时能匀速上升.假设油滴在运动中所受阻力与速度大小成正比(即f=kv),测得油滴的直径 D=1.10×106m,油的密度ρ=1.05×103kgm3,试算出油滴的带电量并说明电性.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示为密立根油滴实验示意图。在电介质为空气的电容器中,观测以某一速度滴入的油滴。当开关S断开时,从上板小孔飘入的带电油滴能以稳定的速率v1下降。合上S,过一会儿油滴由下降转为上升,稳定时速率为v2。设油滴的质量为m,电源电压为U,板间距离为d,油滴受到空气的黏滞阻力的大小与速度成正比,即Ff=kv(式中k为未知量)。

(1)求油滴所带的电荷量q。

(2)设两板间距d=0.5 cm,板间电压U=150 V,测得油滴的直径D=1.10×10-6 m,油滴的密度ρ=1.05×103 kg/m3,若实验中观察到油滴向下和向上匀速运动的速率相等,试由此计算油滴的电荷量并说明电性。

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