23.1897年汤姆逊发现电子后.许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索.1907-1916年密立根用带电油滴进行实验.发现油滴所带的电荷量是某一数值e的整数倍.于是称这一数值e为基本电荷. 如图所示.两块完全相同的金属极正对着水平放置.板间的距离为d.当质量为m的微小带电油滴在两板间运动时.所受空气阻力的大小与速度大小成正比.两板间不加电压时.可以观察到油滴竖直向下做匀速运动.通过某一段距离所用时间为tl,当两板间加电压U时.可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动.且在时间t2内运动的距离与在时间tl内运动的距离相等.忽略空气浮力.重力加速度为g. (1)判断上述油滴的电性.要求说明理由, (2)求上述油滴所带的电荷量Q, (3)在极板间照射X射线可以改变油滴的带电量.再采用上述方法测量油滴的电荷量.如此重复操作.测量出油滴的电荷量Qi如下表所示.如果存在基本电荷.请根据现有数据求出基本电荷的电荷量e. 实验次序 1 2 3 4 5 电荷量Qi(10-18C) 0.95 1.10 1.41 1.57 2.02 解析:23. (1)当极板上加了电压U后.该油滴竖直向上做匀速运动.说明油滴受到的电场力竖直向上.与板间电场的方向相反.所以该油滴带负电. (2)设油滴运动时所受空气阻力f与速度大小v满足关系f = kv 当不加电场时.设油滴以速率v1匀速下降.受重力和阻力而平衡.即 当极板加电压U时.设油滴以速率v2匀速上升.受电场力.重力和阻力.即 E= 根据题意有 v1 t1 = v2 t2 解得 Q= (3)如果存在基本电荷.那么油滴所带的电荷量Q应为某一最小单位的整数倍.即油滴电荷量的最大公约数(或油滴带电量之差的最大公约数)为基本电荷e.由于 Q2-Q1=0.15×10-18C.Q3-Q2=0.31×10-18C.Q4-Q3=0.16×10-18C.Q5-Q4=0.45×10-18C 可以看出.油滴带电量之差都近似为某个数的整数倍.即 Q2-Q1=e1.Q3-Q2= 2e2.Q4-Q3= e3.Q5-Q4=3e4 所以 或者采用作图的方法: 由于油滴所带电荷Qi是基本电荷e的整数倍.即 Qi=nie (其中ni为整数) 以自然数n为横坐标, 以电荷量Q为纵坐标.建立Q - n 坐标系.找出油滴带电量之差的最大公约数.再将电荷量Qi与这个最大公约数的比值作为ni.将坐标(ni.Qi)对应的点标在坐标纸上.最后作一条直线.使这些点尽可能落在直线上.则e为该直线的斜率.如图2所示.e=1.52×10-19C. 说明方法 写出结果e=1.50×10-19C~1.58×10-19C 或(k为自然数) 如图所示.一个质量为m.带电量为+q的微粒.从a点以大小为v0的初速度竖直向上射入水平方向的匀强电场中.微粒通过最高点b时的速度大小为2v0方向水平向右.求: (1)该匀强电场的场强大小E, (2)a.b两点间的电势差Uab, (3)该微粒从a点到b点过程中速率的最小值vmin. 解析:24.分析:沿竖直方向和方向建立直角坐标.带电微粒受到重力及电场力作用.两力分别沿竖直方向和水平方向.将物体的运动分解为竖直方向和水平方向的两个分运动: 在竖直方向物体做匀减速运动.加速度. 水平方向物体做匀加速运动.初速度为0.加速度 b点是最高点.竖直分速度为0.有:. 水平方向有:联立两式得: (2)水平位移: ab两点间的电势差: (3)设重力与电场力的合力为F.其与水平方向的夹角为. 则: 如图所示.开始一段时间内.F与速度方向夹角大于90°.合力做负功.动能减小.后来F与速度夹角小于90°.合力做正功.动能增加.因此.当F与速度v的方向垂直时.小球的动能最小.速度也最小.设为. 即: 联立以上三式得: 所以最小速度: 如图所示面积为S=0.5m2的单匝矩形线圈与平行金属板相接.线圈内有变化的与线圈平面垂直的匀强磁场.磁场随时间的变化规律是B=kt+b(k=2T/s.b=3T).两金属板间的距离是d=0.1m,金属板之间有一个水平绝缘光滑轨道.轨道上有P.Q两点.P.Q两点间的距离是L=0.06m.一个带电量是正q=0.006C.质量是m=0.005kg的质点.从P点由静止释放.质点沿轨道运动 求: (1)质点从P点运动到Q点的运动时间 (2)质点从P点运动到Q点减少的电势能 (3)若想提高质点从P点运动到Q点机械 能的增加量可以采取什么措施? 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(2010?西城区一模)1897年汤姆逊发现电子后,许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索.1907-1916年密立根用带电油滴进行实验,发现油滴所带的电荷量是某一数值e的整数倍,于是称这一数值e为基本电荷.
如图所示,两块完全相同的金属极正对着水平放置,板间的距离为d.当质量为m的微小带电油滴在两板间运动时,所受空气阻力的大小与速度大小成正比.两板间不加电压时,可以观察到油滴竖直向下做匀速运动,通过某一段距离所用时间为tl;当两板间加电压U(上极板的电势高)时,可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动,且在时间t2内运动的距离与在时间tl内运动的距离相等.忽略空气浮力.重力加速度为g.
(1)判断上述油滴的电性,要求说明理由;
(2)求上述油滴所带的电荷量Q;
(3)在极板间照射X射线可以改变油滴的带电量.再采用上述方法测量油滴的电荷量.如此重复操作,测量出油滴的电荷量Qi如下表所示.如果存在基本电荷,请根据现有数据求出基本电荷的电荷量e(保留到小数点后两位).
实验次序 1 2 3 4 5
电荷量Qi(10-18C) 0.95 1.10 1.41 1.57 2.02

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