题目内容

在观察油滴在水平放置充电的平行板电容器中运动的实验中，原有一油滴静止在电容器中，给电容器再充上一些电荷，油滴开始向上运动，经ts后，电容器突然放电失去一部分电荷，又经ts油滴回到原处，假设在此过程中油滴没有失去电荷，则电容器失去的电荷和充上的电荷之比是多少？

答案：见详解
解析：

平行板电容器充电后板间为匀强电场，当充电DQ时，场强增大，此时油滴向上加速运动，加速度

　　　　　　　　　　　　　　　　　　①

　　同理，当电容器放电DQ′，比原来共失去电量为(DQ′-DQ)，则此时油滴加速度

　　　　　　　　　　　　　　　　　　②

　　油滴从静止开始运动到重新回到原处的整个过程中，由运动学公式得

　　　解得　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ③

　　由式①、②、③得


提示：


练习册系列答案
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（2005?南汇区二模）物理学家密立根早在1911年就以下述著名的油滴实验推断自然界存在基元电荷，并推出了基元电荷的电量，其实验过程如下：
如图所示，水平放置的两平行绝缘金属板间距为d，在上极板的中间开一小孔，使质量为m的微小带电油滴从这个小孔落到极板中，忽略空气浮力，当极板上没加电压时，由于空气阻力大小与速度大小成正比（设比例系数为k，且k＞O），经过一段时间后即可观察到油滴以恒定的速率v在空气中缓慢降落．
（1）极板上加电压u时可看到油滴以恒定的速率v2缓慢上升．试求油滴所带电量q （ 用d、u、k、v1、v2等已知量表示 ）．
（2）在极板上不加电压时，油滴在极板内以恒定的速率v1下降时，移动某一定值的竖直距离所需时间为t1，加了电压u后以恒定速率v2上升同一竖直距离所需时间为t2，然后又把电压撤除，使所考察的油滴又降落，并对极板内照射x射线以改变油滴的带电量，再在极板上加上同样的电压u，重复上述操作测定油滴上升的时间，即可发现（
1
t1
+
1
t2
）始终是0.00535s-1的整数倍，由此可断定：一定存在基元电荷，若已知：d=2×10-2m，m=3.2×10-16kg，t1=11.9s，u=25V，g=9.8m/s2，试计算基元电荷的带电量（取两位有效数字）．
下述为一个观察带电粒子在平行板电容器板间电场中的运动状态的实验，现进行下述操作：
第一步，给真空中水平放置的平行板电容器（如图所示）充电，让A、B两极板带上一定的电量，使得一个带电油滴P在两板间的匀强电场中恰能保持静止状态．
第二步，给电容器继续充电使其电量增加△Q1，让油滴开始竖直向上运动ts．
第三步，在上一步基础上使电容器突然放电△Q2，观察到又经2ts后，油滴刚好回到原出发点，设油滴在运动过程中未与极板接触．
（1）说明在上述第二步和第三步两个过程中，带电油滴各做什么性质的运动？
（2）求△Q1：△Q2的大小．

在观察油滴在水平放置充电的平行板电容器中运动的实验中，原有一油滴静止在电容器中，给电容器再充上一些电荷，油滴开始向上运动，经ts后，电容器突然放电失去一部分电荷，又经ts油滴回到原处，假设在此过程中油滴没有失去电荷，则电容器失去的电荷和充上的电荷之比是多少？
物理学家密立根早在1911年就以下述著名的油滴实验推断自然界存在基元电荷，并推出了基元电荷的电量，其实验过程如下：
如图所示，水平放置的两平行绝缘金属板间距为d，在上极板的中间开一小孔，使质量为m的微小带电油滴从这个小孔落到极板中，忽略空气浮力，当极板上没加电压时，由于空气阻力大小与速度大小成正比（设比例系数为k，且k＞O），经过一段时间后即可观察到油滴以恒定的速率v在空气中缓慢降落．
（1）极板上加电压u时可看到油滴以恒定的速率v2缓慢上升．试求油滴所带电量q （ 用d、u、k、v1、v2等已知量表示 ）．
（2）在极板上不加电压时，油滴在极板内以恒定的速率v1下降时，移动某一定值的竖直距离所需时间为t1，加了电压u后以恒定速率v2上升同一竖直距离所需时间为t2，然后又把电压撤除，使所考察的油滴又降落，并对极板内照射x射线以改变油滴的带电量，再在极板上加上同样的电压u，重复上述操作测定油滴上升的时间，即可发现（+）始终是0.00535s-1的整数倍，由此可断定：一定存在基元电荷，若已知：d=2×10-2m，m=3.2×10-16kg，t1=11.9s，u=25V，g=9.8m/s2，试计算基元电荷的带电量（取两位有效数字）．

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