题目列表(包括答案和解析)
带有等量异种电荷的两个平行金属板A和B水平放置,相距为d(d远小于板的长和宽),一个带正电的油滴M浮在两板正中央,处于静止状态,其质量为m,带电量为q,如图所示.在油滴正上方距A板高度为d处有另一质量为m的带电油滴N由静止开始释放,可穿过A板上的小孔进入两板间并与M相碰,相碰后结合成一个大油滴,整个装置放置在真空环境中,不计油滴M和N间的万有引力和库仑力以及金属板的厚度,要使油滴N能与M相碰且结合后又不至于同金属板B相碰,求:
(1)金属板A、B间的电势差是多少?
(2)油滴N带何种电荷,电量可能为多少?
带有等量异种电荷的两块水平金属板M、N正对放置,相距为d(d远小于两板的长和宽),一个带正电的油滴A恰好能悬浮在两板正中央,如图所示.A的质量为m,所带电荷量为q.在A正上方距离M板d处,有另一质量也为m的带电油滴B由静止释放,可穿过M板上的小孔进入两板间,若能与油滴A相碰,会结合成一个油滴,结合后的瞬间该油滴的速度为碰前油滴B速度的一半,方向竖直向下.整个装置放在真空环境中,不计油滴B和A间的库仑力以及金属板的厚度,为使油滴B能与油滴A相碰且结合后不会与金属板N接触,重力加速度取g,求:
(1)金属板M、N间的电压U的大小;
(2)油滴B带何种电荷?请简要说明理由;
(3)油滴B所带电荷量的范围.
物理学家密立根早在1911年曾经以下述著名的油滴实验推断自然界存在基本电荷,并推出了基本电荷的电量,其实验过程如下:
水平放置的两平行绝缘金属板间距为 d,在上极板的中间开一小孔,使质量为 m 的微小带电油滴从这个小孔落到极板中,忽略空气浮力,当极板上没加电压时,由于空气阻力大小与速度大小成正比,(设比例系数为 k 且 k>0)经过一段时间后即可观察到油滴以恒定的速率 V1 在空气中缓慢降落。
(1)极板上加电压 u 时可见到油滴以恒定的速率 V2 缓慢上升。试求油滴所带电量 q(用d、u、k、V1、V2 等已知量表示)。
(2)在极板上不加电压时,油滴在极板内以恒定的速率 V1 下降时,移动某一定值的竖直距离所需时间为 t1 ,加了电压 u 后以恒定速率 V2 上升同一竖直距离所需时间为 t2,然后又把电压撤除,使所考察的油滴又降落,并在极板内照射 x 射线以改变它的带电量,再在极板上加上同样的电压 u,重复上述操作测定油滴上升的时间,即可发现始终是0.00535s-1的整数倍,由此可断定:一定存在基本电荷,若已知:d=2×10-2m, m=3.2×10-16kg, t1=11.9s u=25V, g=9.8m/s2,试计算基本电荷的带电量(取两位有效数字)
带有等量异种电荷的两个平行金属板A和B水平放置,相距d(d远小于板的长和宽),一个带正电的油滴M悬浮在两板的正中央,处于平衡,油滴的质量为m,带电量为q,如图所示.在油滴的正上方距A板d处有一个质量也为m的带电油滴N,油滴N由静止释放后,可以穿过A板上的小孔,进入两金属板间与油滴M相碰,并立即结合成一个大油滴.整个装置处于真空环境中,若不计油滴M和N间的库仑力和万有引力,以及金属板本身的厚度,要使油滴N能与M相碰,且结合成的大油滴后,又不与金属板B相碰,求:
(1)两个金属板A、B间的电压是多少?哪板电势较高?
(2)油滴N带电量是多少?
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