美國物理學(xué)家密立根于1910年利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,確定了電荷的不連續(xù)性,并測(cè)定了基元電荷(即基本電荷)的數(shù)值.圖中霧狀小油滴被噴到水平放置、間距為d的兩塊平行金屬板上面的空間.上板有一個(gè)小孔,當(dāng)油滴穿過小孔進(jìn)入兩板間的空間后,通過顯微鏡觀察可測(cè)出在兩板間不加電壓時(shí),油滴下降的速率,從而算出油滴質(zhì)量m.再用X射線照射兩板間的空氣使之電離,從而使油滴帶上微小的電量q.在兩金屬板上加電壓,使金屬板帶上等量異種電荷,不斷調(diào)節(jié)所加電壓值,如果當(dāng)兩金屬板間所加電壓為U時(shí),有一帶電油滴D恰能懸浮在兩板間保持平衡.
(1)該油滴帶何種電荷?
(2)若已知油滴的質(zhì)量為m,試求油滴所帶電量q;
(3)密立根是通過測(cè)量油滴在空氣中下落的終極速度來測(cè)量油滴的質(zhì)量的.在兩金屬板未加電壓時(shí),由于空氣的粘滯性,油滴受到的空氣粘滯阻力f=6πηrv作用,式中η是空氣的粘滯系數(shù).實(shí)驗(yàn)中測(cè)得某油滴半徑為r,油的密度為ρ,該油滴勻速下落的終極速度為v,空氣浮力不計(jì).試用η、ρ、g、U、d、v表示油滴所帶的電量q.(球體的體積公式為V=
4
3
πr3
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(1)加電壓U時(shí),粒子平衡,電場(chǎng)強(qiáng)度向下,電場(chǎng)力向上,故帶負(fù)電;
(2)油滴受到的電場(chǎng)力等于它所受到的重力,有qE=mg
E=
U
d

q=
mgd
U

(3)當(dāng)油滴勻速下落時(shí),有mg=6πηrv
ρg?
4
3
πr3=6πηrv

r=
9ηv
2ρg

①式也可改寫為:q=ρ?
4
3
πr3gd/U

把②式代入③式,可得油滴所帶電荷量:q=
6πηdv
U
9ηv
2ρg
=
9πηdv
U
2ηv
ρg
=
9πηdv
ρgU
2ρgηv

答:(1)該油滴帶負(fù)電荷;
(2)油滴所帶電量q為
mgd
U
;
(3)油滴所帶的電量q為
9πηdv
ρgU
2ρgηv
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2005?浦東新區(qū)一模)美國物理學(xué)家密立根于1910年利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,確定了電荷的不連續(xù)性,并測(cè)定了基元電荷(即基本電荷)的數(shù)值.圖中霧狀小油滴被噴到水平放置、間距為d的兩塊平行金屬板上面的空間.上板有一個(gè)小孔,當(dāng)油滴穿過小孔進(jìn)入兩板間的空間后,通過顯微鏡觀察可測(cè)出在兩板間不加電壓時(shí),油滴下降的速率,從而算出油滴質(zhì)量m.再用X射線照射兩板間的空氣使之電離,從而使油滴帶上微小的電量q.在兩金屬板上加電壓,使金屬板帶上等量異種電荷,不斷調(diào)節(jié)所加電壓值,如果當(dāng)兩金屬板間所加電壓為U時(shí),有一帶電油滴D恰能懸浮在兩板間保持平衡.
(1)該油滴帶何種電荷?
(2)若已知油滴的質(zhì)量為m,試求油滴所帶電量q;
(3)密立根是通過測(cè)量油滴在空氣中下落的終極速度來測(cè)量油滴的質(zhì)量的.在兩金屬板未加電壓時(shí),由于空氣的粘滯性,油滴受到的空氣粘滯阻力f=6πηrv作用,式中η是空氣的粘滯系數(shù).實(shí)驗(yàn)中測(cè)得某油滴半徑為r,油的密度為ρ,該油滴勻速下落的終極速度為v,空氣浮力不計(jì).試用η、ρ、g、U、d、v表示油滴所帶的電量q.(球體的體積公式為V=
43
πr3

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科目:高中物理 來源: 題型:

電子所帶電荷量的精確數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根于1917年通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的.他測(cè)量了數(shù)千個(gè)帶電油滴的電荷量,發(fā)現(xiàn)這些電荷量都是某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍.這個(gè)最小的電荷量就是電子所帶的電荷量.
密立根實(shí)驗(yàn)的原理如圖所示,A、B是兩平行放置的水平金屬板,A板帶正電荷,B板帶負(fù)電荷.從噴霧器嘴噴出的小油滴,從A板上的小孔落到A、B板之間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.如果小油滴帶負(fù)電荷,它在電場(chǎng)中受豎直向下的重力和豎直向上的電場(chǎng)力作用,調(diào)節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度的大。ǜ淖儤O板之間的電壓),可以使油滴在A、B之間處于靜止?fàn)顟B(tài).
實(shí)驗(yàn)中用顯微鏡測(cè)得某油滴(可視為球體)的半徑為R,當(dāng)它處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度為E.已知油的密度為ρ,重力加速度為g,球體的體積V=
43
πR3
,求:
(1)該油滴重量的表達(dá)式.
(2)該油滴上所帶電荷量的表達(dá)式.
(3)若該油滴的半徑R=2.00×10-6m,當(dāng)它處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度E=2.00×105N/C.已知油的密度為ρ=0 80×103kg/m3,取重力加速度g=10m/s2,電子的電量e=1.60×10-19C,π=3,則該油滴上所帶電荷量是電子電量的多少倍?
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科目:高中物理 來源: 題型:

(10分)電子所帶電荷量的精確數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根于1917年通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的。他測(cè)量了數(shù)千個(gè)帶電油滴的電荷量,發(fā)現(xiàn)這些電荷量都是某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍。這個(gè)最小的電荷量就是電子所帶的電荷量。

     密立根實(shí)驗(yàn)的原理如圖所示,A、B是兩平行放置的水平金屬板,A板帶正電荷,B板帶負(fù)電荷.從噴霧器嘴噴出的小油滴,從A板上的小孔落到A、B板之間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.如果小油滴帶負(fù)電荷,它在電場(chǎng)中受豎直向下的重力和豎直向上的電場(chǎng)力作用,調(diào)節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小(改變極板之間的電壓),可以使油滴在A、B之間處于靜止?fàn)顟B(tài).

實(shí)驗(yàn)中用顯微鏡測(cè)得某油滴(可視為球體)的半徑為R,當(dāng)它處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度為E。已知油的密度為,重力加速度為g,球體的體積,求:

(1) 該油滴重量的表達(dá)式.

(2) 該油滴上所帶電荷量的表達(dá)式.

(3) 若該油滴的半徑R=2.00×10-6m,當(dāng)它處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度E=2.00×105N/C.已知油的密度為=0 80×103kg/m3,取重力加速度g=10m/s2,電子的電量e=1.60×10-19C,=3,則該油滴上所帶電荷量是電子電量的多少倍?

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科目:高中物理 來源: 題型:

電子所帶電荷量的精確數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根于1917年通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的. 他測(cè)量了數(shù)千個(gè)帶電油滴的電荷量,發(fā)現(xiàn)這些電荷量都是某個(gè)最小電荷量的整 數(shù)倍.這個(gè)最小的電荷量就是電子所帶的電荷量. 密立根實(shí)驗(yàn)的原理如圖所示,A、B是兩平行放置的水平金屬板,A板帶正電荷,B板帶負(fù)電荷.從噴霧器嘴噴出的小油滴,從A板上的小孔落到A、B板之間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.如果小油滴帶負(fù)電荷,它在電場(chǎng)中受豎直向下的重力和豎直向上的電場(chǎng)力作用,調(diào)節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小(改變極板之間的電壓),可以使油滴在A、B之間處于靜止?fàn)顟B(tài).實(shí)驗(yàn)中用顯微鏡測(cè)得某油滴(可視為球體)的半徑為R,當(dāng)它處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度為E。已知油的密度為,重力加速度為g,球體的體積,求:

(1) 該油滴重量的表達(dá)式.

(2) 該油滴上所帶電荷量的表達(dá)式.

(3) 若該油滴的半徑R=2.00×10-6m,當(dāng)它處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),電場(chǎng)強(qiáng)度E=2.00×105N/C.已知油的密度為=0 80×103kg/m3,取重力加速度g=10m/s2,電子的電量e=1.6×10-19C,=3,則該油滴上所帶電荷量是電子電量的多少倍?

QQ截圖未命名

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