美国物理学家密立根于1910年利用如图所示的实验装置,确定了电荷的不连续性,并测定了基元电荷(即基本电荷)的数值.图中雾状小油滴被喷到水平放置、间距为d的两块平行金属板上

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 共点力的平衡/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

美国物理学家密立根于1910年利用如图所示的实验装置,确定了电荷的不连续性,并测定了基元电荷(即基本电荷)的数值.图中雾状小油滴被喷到水平放置、间距为d的两块平行金属板上面的空间.上板有一个小孔,当油滴穿过小孔进入两板间的空间后,通过显微镜观察可测出在两板间不加电压时,油滴下降的速率,从而算出油滴质量m.再用X射线照射两板间的空气使之电离,从而使油滴带上微小的电量q.在两金属板上加电压,使金属板带上等量异种电荷,不断调节所加电压值,如果当两金属板间所加电压为U时,有一带电油滴D恰能悬浮在两板间保持平衡.
(1)该油滴带何种电荷?
(2)若已知油滴的质量为m,试求油滴所带电量q;
(3)密立根是通过测量油滴在空气中下落的终极速度来测量油滴的质量的.在两金属板未加电压时,由于空气的粘滞性,油滴受到的空气粘滞阻力f=6πηrv作用,式中η是空气的粘滞系数.实验中测得某油滴半径为r,油的密度为ρ,该油滴匀速下落的终极速度为v,空气浮力不计.试用η、ρ、g、U、d、v表示油滴所带的电量q.(球体的体积公式为V=
4
3
πr3
魔方格

◎ 答案

(1)加电压U时,粒子平衡,电场强度向下,电场力向上,故带负电;
(2)油滴受到的电场力等于它所受到的重力,有qE=mg
E=
U
d

q=
mgd
U

(3)当油滴匀速下落时,有mg=6πηrv
ρg?
4
3
πr3=6πηrv

r=

9ηv
2ρg

①式也可改写为:q=ρ?
4
3
πr3gd/U

把②式代入③式,可得油滴所带电荷量:q=
6πηdv
U

9ηv
2ρg
=
9πηdv
U

2ηv
ρg
=
9πηdv
ρgU

2ρgηv

答:(1)该油滴带负电荷;
(2)油滴所带电量q为
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
如图所示,半径为R,重为G的均匀球靠竖直墙放置,左下方有厚为h(h<R)的木块,若不计摩擦,用至少多大的水平推力F推木块才能使球离开地面?
如图所示,半径为R,重为G的
在车厢的天花板上,用不计质量的细绳悬挂一个质量是m的小球.当车厢沿平直轨道做匀速运动时,小球与车厢保持相对静止,细绳对小球的拉力大小为______.当车厢以加速度a沿平直轨
在车厢的天花板上,用不计质
在光滑的墙壁上用网兜把足球挂在A点,足球与墙壁的接触点为B.足球的质量为m,悬绳与墙壁的夹角为a,网兜质量不计.求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力.
在光滑的墙壁上用网兜把足球
质量为mA和mB的小球与劲度系数均为k的轻弹簧L1和L2连接如图,静止时,两弹簧伸长量分别为x1和x2,则()A.只要mA=mB,有x1=x2B.只要mA>mB,有x1<x2C.只要mA<mB,有x1<x2D.只要
质量为mA和mB的小球与劲度系
三个相同的物体叠放在水平面上,B物体受到水平拉力作用,但三个物体都处于静止状态,如图所示,在图右侧画出图中B物体所受力的示意图.
三个相同的物体叠放在水平面