密立根:油滴实验--测量出电子的电荷量 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

电子所带的电量(基元电荷-e)最先是由密立根通过油滴实验测出的.密立根设计的实验装置如图所示:一个很小的带电油滴在电场内,调节电场,使作用在油滴上的电场力与油滴的重力平衡.如果在平衡时,油滴所在处的电场强度为E,油滴的半径为r,油滴的密度为ρ(油滴可看作球形),重力加速度取g.则油滴所在处的电场方向
竖直向下
竖直向下
.油滴上的电荷所带的电量为
4ρgπr3
3E
4ρgπr3
3E
.(空气浮力不计,球体积的计算公式V=
4
3
πr3

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精英家教网电子所带的电荷量(元电荷)最先是由密立根通过油滴实验测出的.密立根设计的实验装置如图所示.一个很小的带电油滴在电场内,调节场强E,使作用在油滴上的电场力与油滴的重力平衡.如果油滴的质量是1.57×10-14kg,在平衡时电场强度E=1.92×105 N/C.由此可判定:这个带电油滴上带
 
电(填“正”或“负”),其所带的电荷量是
 
C.(g=9.8m/s2,保留两位有效数字)

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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,上板带正电,下板带负电,油滴从喷雾器喷出后,由于与喷嘴摩擦而带负电,油滴散布在油滴室中,在重力作用下,少数油滴通过上面金属板的小孔进入(可认为初速度为0)平行金属板间,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。

从喷雾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f大小跟它下落的速度v的大小的关系是:f=6πηrv,式中r为油滴半径,η为粘滞系数。设重力加速度为g,不考虑油滴的蒸发。

(1)实验中先将开关断开,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,空气的密度为ρ′,粘滞系数为η,试由以上数据计算小油滴的半径r;

(2)待小球向下运动的速度达到v1后,将开关闭合,小油滴受电场力作用,最终达到向上匀速运动,测得匀速运动的速度v2,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q;

(3)大致(不要求精确的标度)画出油滴从进入平行金属板到向上匀速运动这段过程中的v—t图像(设竖直向下为正方向)。

 

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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,上板带正电,下板带负电,油滴从喷雾器喷出后,由于与喷嘴摩擦而带负电,油滴散布在油滴室中,在重力作用下,少数油滴通过上面金属板的小孔进入(可认为初速度为0)平行金属板间,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。
从喷雾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f大小跟它下落的速度v的大小的关系是:f=6πηrv,式中r为油滴半径,η为粘滞系数。设重力加速度为g,不考虑油滴的蒸发。

(1)实验中先将开关断开,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,空气的密度为ρ′,粘滞系数为η,试由以上数据计算小油滴的半径r;
(2)待小球向下运动的速度达到v1后,将开关闭合,小油滴受电场力作用,最终达到向上匀速运动,测得匀速运动的速度v2,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q;
(3)大致(不要求精确的标度)画出油滴从进入平行金属板到向上匀速运动这段过程中的v—t图像(设竖直向下为正方向)。

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电子所带的电荷量(元电荷)最先是由密立根通过油滴实验测出的.密立根设计的实验装置如图所示.一个很小的带电油滴在电场内,调节场强E,使作用在油滴上的电场力与油滴的重力平衡.如果油滴的质量是1.57×10-14kg,在平衡时电场强度E=1.92×105 N/C.由此可判定:这个带电油滴上带______电(填“正”或“负”),其所带的电荷量是______C.(g=9.8m/s2,保留两位有效数字)
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