Question

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＝U_o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．

Answer 1

答案：
解析：

　　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

　　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①

　　得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