(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驗裝置,確定了電荷的不連續(xù)性,并測定了基元電荷(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出在兩板間不加電壓時,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,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)密立根是通過測量油滴在空氣中下落的終極速度來測量油滴的質(zhì)量的.在兩金屬板未加電壓時,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).實驗中測得某油滴半徑為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.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=πr3)