题目内容
(8分)图7所示:为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图,两块水平放置的平行金属板间距离为d,油滴从喷雾器的喷嘴喷出时,由于与喷嘴摩擦面带负电。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平行金属板间,当平行金属板间不加电压时,由于受到气体阻力的作用,油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动;当上板带正电,下板带负电,两板间的电压为U时,带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比,油滴密度为,已测量出油滴的直径为(油滴可看做球体,球体体积),重力加速度为g。
(1)设油滴受到气体的阻力,其中为阻力系数,求的大小;
(2)求油滴所带电荷量?
(1)设油滴受到气体的阻力,其中为阻力系数,求的大小;
(2)求油滴所带电荷量?
(1)
(2)
(2)
(8分)(1)油滴速度为时所受阻力:
,油滴向下匀速运动时,重力与阻力平衡,有:…………(1分)
又因为质量可以表示为:…………(1分)
则…………(2分)
(2)设油滴所带电荷量为q,油滴受到的电场力
油滴向上匀速运动时,阻力向下,油滴受力平衡,…………(2分)
则油滴所带电荷量…………(2分)
,油滴向下匀速运动时,重力与阻力平衡,有:…………(1分)
又因为质量可以表示为:…………(1分)
则…………(2分)
(2)设油滴所带电荷量为q,油滴受到的电场力
油滴向上匀速运动时,阻力向下,油滴受力平衡,…………(2分)
则油滴所带电荷量…………(2分)
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