◎ 题目

美国科学家密立根通过油滴实验首次精确地测出了电子的电荷量．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相连，上下板分别带正、负电荷．油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带负电，经上板中央小孔落到两板间的匀强电场中，通过显微镜可以观察到它运动的情况．两金属板间的距离为d．（忽略油滴之间的相互作用力和空气对油滴的浮力及阻力） （1）调节两金属板间的电压，当U=U0时，观察到某个质量为m1的油滴恰好匀速竖直下落，求该油滴所带的电荷量q1； （2）若油滴进入电场时的初速度可以忽略，当U=U1时，观察到某个质量为m2的油滴进入电场后匀加速竖直下落，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带的电荷量q2．

◎ 答案

（1）油滴匀速下落过程中受到电场力和重力平衡，此时油滴所带的电量为负电荷．由二力平衡关系可得： q1 U0 d =m1g…① 由①式可得： q1=m1 gd U0 …② （2）油滴加速下落，由（1）可知该油滴带负电，此时它受到的电场力向上，设此时的加速度大小为a1，由牛顿第二定律可得： m2g-q2 U1 d =m2a1 …③ 由运动学公式可得： d= 1 2 a1t2 …④ 由③④二式可得： q2= m2d U1 （g- 2d t2 ）…⑤ 答：（1）该油滴所带电荷量q为m1 gd U0 ； （2）此油滴所带电荷量为 m2d U1 （g- 2d t2 ）．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“美国科学家密立根通过油滴实验首次精确地测出了电子的电荷量．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相连，上下板分别带正、负电荷．油滴从喷雾器喷出后，由…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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。