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电子所带电量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的.油滴实验的原理如下图所示,两块水平放置的平行金属板与电源连接,上、下板分别带正、负电荷.油滴从喷雾器喷出后,由于摩擦而带电,油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中,通过显微镜可以观察到油滴的运动情况.两金属板间的距离为d,忽略空气对油滴的浮力和阻力.
(1)调节两金属板间的电势差U,当u=Uo时,使得某个质量为ml的油滴恰好做匀速运动.该油滴所带电荷量q为多少?
(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略,当两金属板间的电势差u=U时,观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动,经过时间t运动到下极板.若此油滴所带的电量的电性与(1)相同,求此油滴所带电荷量Q.
分析:(1)质量为ml的油滴恰好做匀速运动,油滴受力平衡,根据所受电场力等于重力即可求解;
(2)油滴进入电场后做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律及运动学公式列式即可求解.
解答:解:(1)油滴匀速下落过程中受到电场力和重力平衡,此时油滴所带的电量为负电荷.
由二力平衡关系可得:q
U0
d
=m1g

由①式可得:q=m1
gd
U0

(3)油滴加速下落,由(1)可知该油滴带负电,此进它受到的电场力向,设此时的加速度大小为a1,由牛顿第二定律可得:m2g-Q1
U
d
=m2a1

由运动学公式可得:d=
1
2
a1t12

由③④二式可得:Q1=
m2d
U
(g-
2d
t2
)

答:(1)该油滴所带电荷量q为m1
gd
U0

(2)此油滴所带电荷量Q为
m2d
U
(g-
2d
t2
)
点评:该题主要考查了牛顿第二定律及匀加速直线运动位移时间公式的应用,求解出加速度是关键.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的.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连接,上、下板分别带正、负电荷.油滴从喷雾器喷出后,由于摩擦而带电,油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中,通过显微镜可以观察到油滴的运动情况.忽略空气对油滴的浮力和阻力.若两块水平放置的平行金属板板间场强大小为8.0×103N/C,两板相距0.05m,则两板电势差为
400
400
V.板间有一带电量为2.0×10-11C的液滴恰好处于静止状态,则此液滴的质量为
1.6×10-8kg
1.6×10-8kg
kg.(g取10m/s2)

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科目:高中物理 来源: 题型:

电子所带电荷量的精确数值最早是由美国物理学家密立根于1917年通过油滴实验测得的.他测量了数千个带电油滴的电荷量,发现这些电荷量都是某个最小电荷量的整数倍.这个最小的电荷量就是电子所带的电荷量.
密立根实验的原理如图所示,A、B是两平行放置的水平金属板,A板带正电荷,B板带负电荷.从喷雾器嘴喷出的小油滴,从A板上的小孔落到A、B板之间的匀强电场中.如果小油滴带负电荷,它在电场中受竖直向下的重力和竖直向上的电场力作用,调节电场强度的大小(改变极板之间的电压),可以使油滴在A、B之间处于静止状态.
实验中用显微镜测得某油滴(可视为球体)的半径为R,当它处于静止状态时,电场强度为E.已知油的密度为ρ,重力加速度为g,球体的体积V=
43
πR3
,求:
(1)该油滴重量的表达式.
(2)该油滴上所带电荷量的表达式.
(3)若该油滴的半径R=2.00×10-6m,当它处于静止状态时,电场强度E=2.00×105N/C.已知油的密度为ρ=0 80×103kg/m3,取重力加速度g=10m/s2,电子的电量e=1.60×10-19C,π=3,则该油滴上所带电荷量是电子电量的多少倍?
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

电子所带电量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的.油滴实验的原理如下图所示,两块水平放置的平行金属板与电源连接,上、下板分别带正、负电荷.油滴从喷雾器喷出后,由于摩擦而带电,油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中,通过显微镜可以观察到油滴的运动情况.两金属板间的距离为d,忽略空气对油滴的浮力和阻力.
(1)调节两金属板间的电势差U,当u=Uo时,使得某个质量为ml的油滴恰好做匀速运动.该油滴所带电荷量q为多少?
(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略,当两金属板间的电势差u=U时,观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动,经过时间t运动到下极板.若此油滴所带的电量的电性与(1)相同,求此油滴所带电荷量Q.
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科目:高中物理 来源:2006-2007学年广东省肇庆市高三(上)期末物理试卷(解析版) 题型:解答题

电子所带电量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的.油滴实验的原理如下图所示,两块水平放置的平行金属板与电源连接,上、下板分别带正、负电荷.油滴从喷雾器喷出后,由于摩擦而带电,油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中,通过显微镜可以观察到油滴的运动情况.两金属板间的距离为d,忽略空气对油滴的浮力和阻力.
(1)调节两金属板间的电势差U,当u=Uo时,使得某个质量为ml的油滴恰好做匀速运动.该油滴所带电荷量q为多少?
(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略,当两金属板间的电势差u=U时,观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动,经过时间t运动到下极板.若此油滴所带的电量的电性与(1)相同,求此油滴所带电荷量Q.

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