Question

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m_l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.

Answer 1

（1）        （2）

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，即，得                  

(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

                

得．                        

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

               

即。