在19世纪末发现电子以后,美国物理学家密立根(R.A.Millikan)在1907年~1913年间就微小油滴所带电荷量进行了多次的测量,比较准确地测定了电子的电荷量。油滴实验是物理学发

◎ 题目

在19世纪末发现电子以后,美国物理学家密立根 (R.A.Millikan)在1907年~1913年间就微小油滴所带电荷量进行了多次的测量,比较准确地测定了电子的电荷量。油滴实验是物理学发展史上具有重要意义的实验。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,重力加速度为g。

(1)调节两金属板间的电势差u,当u=Uo时,使某个质量为m1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。

◎ 答案

(1)
(2) 若油滴带负电,;若油滴带正电,

◎ 解析

(1)油滴匀速下落过程中受到的电场力和重力平衡,可见所带电荷为负电荷,
       ①   
      ②  
(2)油滴加速下落,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
      ③   
                 ④   
得               ⑤   
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
         ⑥    
                  ⑦    
得           ⑧    
答案: (1)
(2) 若油滴带负电,;若油滴带正电,
评分标准:本题10分. (1)问4分,①、②式各2分;(2)问6分,③、④、⑤、⑥、⑦、⑧式各1分
本题考查带电粒子在电场中的运动,分析受力情况根据牛顿第二定律求解

◎ 知识点

    专家分析,试题“在19世纪末发现电子以后,美国物理学家密立根(R.A.Millikan)在1907年~1913年间就微小油滴所带电荷量进行了多次的测量,比较准确地测定了电子的电荷量。油滴实验是物理学发…”主要考查了你对  【带电粒子在电场中的加速】  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。

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