◎ 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v1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v2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 πD3），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v1时所受阻力f1=kv1， 油滴向下匀速运动时，重力与阻力平衡，则有 f1=mg，   m=ρV= 1 6 πρD3 则解得   k= 1 6v1 πρD3g      （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，kv2+mg=q U d 则油滴所带电荷量q= ρπD3gd(v1+v2) 6Uv1 答：（1）k的大小为 1 6v1 πρD3g； （2）油滴所带电荷量为 ρπD3gd(v1+v2) 6Uv1 ．

◎ 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。