题目内容
(18分)1897年汤姆逊发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。1907-1916年密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值
的整数倍，于是称这数值为基本电荷。
如图所示，完全相同的两块金属板正对着水平放置，板间距离为
。当质量为
的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为
；当两板间加电压
(上极板的电势高)时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间
内运动的距离与在时间内运动的距离相等。忽略空气浮力。重力加速度为
。
（1）判断上述油滴的电性，要求说明理由；
（2）求上述油滴所带的电荷量
；
（3）在极板间照射X射线可以改变油滴的带电量。再采用上述方法测量油滴的电荷量。如此重复操作，测量出油滴的电荷量
如下表所示。如果存在基本电荷，请根据现有数据求出基本电荷的电荷量(保留到小数点后两位)。
| 实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 电荷量
| 0.95 | 1.10 | 1.41 | 1.57 | 2.02 |
（1）当极板上加了电压U后，该油滴竖直向上做匀速运动，说明油滴受到的电场力竖直向上，与板间电场的方向相反，所以该油滴带负电。
（2）
（3）
解析:（1）当极板上加了电压U后，该油滴竖直向上做匀速运动，说明油滴受到的电场力竖直向上，与板间电场的方向相反，所以该油滴带负电。 （4分）
（2）设油滴运动时所受空气阻力
与速度大小v满足关系
当不加电场时，设油滴以速率v1匀速下降，受重力和阻力而平衡，即
（2分）
当极板加电压U时，设油滴以速率v2匀速上升，受电场力、重力和阻力，即
（2分）
（2分）
根据题意：
（1分）
解得 （2分）
（3）如果存在基本电荷，那么油滴所带的电荷量Q应为某一最小单位的整数倍，即油滴电荷量的最大公约数（或油滴带电量之差的最大公约数）为基本电荷
。
由于
可以看出，油滴带电量之差都近似为某个数的整数倍，即
所以
或者采用作图的方法：
由于油滴所带电荷Q是基本电荷e的
整数倍。即
其中
为整数）
以自然数n为横坐标，以电荷量Q为
纵坐标，建立
坐标系。
找出油滴带电量之差的最大公约数，再
将电荷量Q1与这个最大公约数的比值
（四舍五入取整）作为，将坐标（
）对应的点标在坐标纸上，最后作一条直线，使这些点尽可能落在直线上，则为该直线的斜率。
如图2所示，
。
说明方法（3分）
写出结果e=1.50×10-19c~1.58×10-19c或
（k为自然数）（2分）
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的整数倍，于是称这数值
。当质量为
的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为
；当两板间加电压
(上极板的电势高)时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间
内运动的距离与在时间
。
；
如下表所示。如果存在基本电荷，请根据现有数据求出基本电荷的电荷量
的整数倍，于是称这数值
。当质量为
的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为
；当两板间加电压
(上极板的电势高)时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间
内运动的距离与在时间
。
；
如下表所示。如果存在基本电荷，请根据现有数据求出基本电荷的电荷量
的整数倍，于是称这数值
。当质量为
的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为
；当两板间加电压
(上极板的电势高)时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间
内运动的距离与在时间
。
；
如下表所示。如果存在基本电荷，请根据现有数据求出基本电荷的电荷量
