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共点力的平衡
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如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的金属板间距为d．油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电．油滴散布在油滴室中，在重
网友投稿 2022-10-22 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的金属板间距为d．油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，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平行金属板间．当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，油滴最终以速度v
1
竖直向下匀速运动；当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为U时，带电油滴恰好能以速度v
2
竖直向上匀速运动．已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为ρ，已测量出油滴的直径为D（油滴可看做球体，球体体积公式V=
1
6
πD
3
），重力加速度为g．
（1）设油滴受到气体的阻力f=kv，其中k为阻力系数，求k的大小；
（2）求油滴所带电荷量．
◎ 答案
（1）油滴速度为v
1
时所受阻力f
1
=kv
1
，
油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，则有 f
1
=mg，
m=ρV=
1
6
πρD
3
则解得 k=
1
6
v
1
πρD
3
g
（2）设油滴所带电荷量为q，油滴受到的电场力F
电
=qE=q
U
d
，
油滴向上匀速运动时，阻力向下，油滴受力平衡，kv
2
+mg=q
U
d
则油滴所带电荷量q=
ρπ
D
3
gd(
v
1
+
v
2
)
6U
v
1
答：（1）k的大小为
1
6
v
1
πρD
3
g；
（2）油滴所带电荷量为
ρπ
D
3
gd(
v
1
+
v
2
)
6U
v
1
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的金属板间距为d．油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电．油滴散布在油滴室中，在重…”主要考查了你对 【滑动摩擦力、动摩擦因数】，【力的合成】，【共点力的平衡】，【电场强度的定义式】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/320813.html
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