题目内容

【题目】电子所带的电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测定的。油滴实验的原理如图所示,两块水平放置的金属板分别与电源的两极相接,油滴从喷雾器喷出后由于摩擦而带负电,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。假设两金属板间的距离d=5.0×10-2m,忽略空气对油滴的浮力和阻力,重力加速度g取10m/s2。请问:

(1)调节两板间的电势差U=200V,观察到某个质量为m1=1.28×10-15kg的油滴恰好处于悬浮不动,则哪一金属板接电源的正极?该油滴所带电荷量q1多大?

(2)维持两板间电势差不变,观察到另一个质量为m2=2.00×10-15kg的带负电油滴,从上板小孔静止开始做匀加速直线运动,经时间t=0.5s到达下板,则此油滴所带电荷量q2多大?

【答案】(1)上金属板; ;(2)

【解析】(1)油滴匀速下落过程中受到电场力和重力平衡,由于油滴带负电,且受的电场力向上,所以上金属板接电源的正极;
由二力平衡关系可得: ,解得:

(2) 带电油滴做匀加速直线运动,由: , ,

代入数据解得:

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