电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根所做的油滴实验测得的。密立根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接,上板带正电,下板带负电,油滴从喷雾器喷出后,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(可认为初速度为0)平行金属板间,落到两板之间的匀强电场中。在强光照射下,观察者通过显微镜观察油滴的运动。
从喷雾喷出的小油滴可以视为球形,小油滴在空气中下落时受到的空气阻力f大小跟它下落的速度v的大小的关系是:f=6πηrv,式中r为油滴半径,η为粘滞系数。设重力加速度为g,不考虑油滴的蒸发。
(1)实验中先将开关断开,测出小油滴下落一段时间后达到匀速运动时的速度v1,已知油的密度为ρ,空气的密度为ρ′,粘滞系数为η,试由以上数据计算小油滴的半径r;
(2)待小球向下运动的速度达到v1后,将开关闭合,小油滴受电场力作用,最终达到向上匀速运动,测得匀速运动的速度v2,已知两金属板间的距离为d,电压为U。试由以上数据计算小油滴所带的电荷量q;
(3)大致(不要求精确的标度)画出油滴从进入平行金属板到向上匀速运动这段过程中的v—t图像(设竖直向下为正方向)。
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电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根所做的油滴实验测得的。密立根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接,上板带正电,下板带负电,油滴从喷雾器喷出后,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(可认为初速度为0)平行金属板间,落到两板之间的匀强电场中。在强光照射下,观察者通过显微镜观察油滴的运动。
从喷雾喷出的小油滴可以视为球形,小油滴在空气中下落时受到的空气阻力f大小跟它下落的速度v的大小的关系是:f=6πηrv,式中r为油滴半径,η为粘滞系数。设重力加速度为g,不考虑油滴的蒸发。
(1)实验中先将开关断开,测出小油滴下落一段时间后达到匀速运动时的速度v1,已知油的密度为ρ,空气的密度为ρ′,粘滞系数为η,试由以上数据计算小油滴的半径r;
(2)待小球向下运动的速度达到v1后,将开关闭合,小油滴受电场力作用,最终达到向上匀速运动,测得匀速运动的速度v2,已知两金属板间的距离为d,电压为U。试由以上数据计算小油滴所带的电荷量q;
(3)大致(不要求精确的标度)画出油滴从进入平行金属板到向上匀速运动这段过程中的v—t图像(设竖直向下为正方向)。
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美国物理学家密立根(R.A.Millikan)于20世纪初进行了多次实验,比较准确的测定了电子的电荷量,其实验原理可以简化为如下模型:两个相距为d的平行金属板A、B水平放置,两板接有可调电源。从A板上的小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量,将两板间的电势差调节到U时,带电油滴恰好悬浮在两板间;然后撤去电场,油滴开始下落,由于空气阻力,下落的油滴很快达到匀速下落状态,通过显微镜观测这个速度的大小为v,已知这个速度与油滴的质量成正比,比例系数为k,重力加速度为g。则计算油滴带电荷量的表达式为
A.
B.
C.
D.
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美国物理学家密立根(R.A.Millikan)于20世纪初进行了多次实验,比较准确的测定了电子的电荷量,其实验原理可以简化为如下模型:两个相距为d的平行金属板A、B水平放置,两板接有可调电源。从A板上的小孔进入两板间的油滴因摩擦而带有一定的电荷量,将两板间的电势差调节到U时,带电油滴恰好悬浮在两板间;然后撤去电场,油滴开始下落,由于空气阻力,下落的油滴很快达到匀速下落状态,通过显微镜观测这个速度的大小为v,已知这个速度与油滴的质量成正比,比例系数为k,重力加速度为g。则计算油滴带电荷量的表达式为( )
A.
B.
C.
D.
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电子所带电荷量的精确数值最早是由美国物理学家密立根通过油滴实验测得的.他测定了数千个带电油滴的电荷量,发现这些电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍.这个最小电荷量就是电子所带的电荷量.密立根实验的原理如图所示,A、B是两块平行放置的水平金属板,A板带正电,B板带负电.从喷雾器嘴喷出的小油滴,落到A、B两板之间的电场中.小油滴由于摩擦而带负电,调节A、B两板间的电压,可使小油滴受到的电场力和重力平衡.已知小油滴静止处的电场强度是1.92×105 N/C,油滴半径是1.64×10-4 cm,油的密度是0.851 g/cm3,求油滴所带的电荷量.这个电荷量是电子电荷量的多少倍?(g取9.8 m/s2)
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美国物理学家密立根通过如图所示的实验装置,最先测出了电子的电荷量,被称为密立根油滴实验。如图,两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接,板间产生匀强电场,方向竖直向下,图中油滴由于带负电悬浮在两板间保持静止。
(1)若要测出该油滴的电荷量,需要测出的物理量有__________。
A.油滴质量m B.两板间的电压U
C.两板间的距离d D.两板的长度L
(2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量q=________(已知重力加速度为g)
(3)在进行了几百次的测量以后,密立根发现油滴所带的电荷量虽不同,但都是某个最小电荷量的整数倍,这个最小电荷量被认为是元电荷,其值为e=__________C。
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1909年,美国物理学家密立根用如图所示的实验装置,通过研究平行金属板M、N间悬浮不动的带电油滴,比较准确地测定了电子的电荷量,因此获得1923年诺贝尔物理学奖。图中平行金属板M、N与输出电压恒为U的电源两极相连,两金属板间的距离为d,正对面积为S.现由显微镜观察发现,恰好有一质量为m的带电油滴在两金属板中央悬浮不动,已知静电力常量为k,真空的介电常数ε=1,重力加速度为g,则
A. 带电油滴的电荷量
B. 金属板M所带电量
C. 将金属板N突然下移△d,带电油滴获得向上的加速度
D. 将金属板N突然下移△d,带电油滴的电势能立即减小为原来的倍
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