电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的．油滴实验的原理如图所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别带正、负电荷．油滴从喷雾器喷出后，

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的．油滴实验的原理如图所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别带正、负电荷．油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动情况．两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和阻力．
（1）调节两金属板间的电势差U，当u=U0时，使得某个质量为ml的油滴恰好做匀速运动．该油滴所带电荷量q为多少？
（2）若油滴进入电场时的速度可以忽略，当两金属板间的电势差u=U时，观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带电荷量Q．
魔方格

◎ 答案

（1）由题意可知油滴所带电荷为负电荷，油滴恰好做匀速运动，油滴受力平衡，则
q
U0
d
=m1g，
得q=m1g
d
U0

（2）若油滴带负电，电荷量为Q1，则油滴所受到的电场力方向向上，设此时的加速度大小为a1，
由牛顿第二定律得m2g-Q1
U
d
=m2a1，d=
1
2
a1t2，
解得：Q1=
m2d
U
(g-
2d
t2
)．
若油滴带正电，电荷量为Q2，则油滴所受到的电场力方向向下，设此时的加速度大小为a2，
由牛顿第二定律得m2g+Q2
U
d
=m2a2，d=
1
2
a2t2，
即Q2=
m2d
U
(
2d
t2
-g)．
答：（1）该油滴所带电荷量q为m1g
d
U0
；
（2）若油滴带负电，电荷量为
m2d
U
(g-
2d
t2
)；若油滴带正电，电荷量为
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喷雾器 测出 知识点 喷出 学家
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