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电子所带电荷量的精确数值最早是由美国物理学家密立根于1917年通过油滴实验测得的. 他测量了数千个带电油滴的电荷量,发现这些电荷量都是某个最小电荷量的整 数倍.这个最小的电荷量就是电子所带的电荷量. 密立根实验的原理如图所示,A、B是两平行放置的水平金属板,A板带正电荷,B板带负电荷.从喷雾器嘴喷出的小油滴,从A板上的小孔落到A、B板之间的匀强电场中.如果小油滴带负电荷,它在电场中受竖直向下的重力和竖直向上的电场力作用,调节电场强度的大小(改变极板之间的电压),可以使油滴在A、B之间处于静止状态.实验中用显微镜测得某油滴(可视为球体)的半径为R,当它处于静止状态时,电场强度为E。已知油的密度为
,重力加速度为g,球体的体积
,求:
(1) 该油滴重量的表达式.
(2) 该油滴上所带电荷量的表达式.
(3) 若该油滴的半径R=2.00×10-6m,当它处于静止状态时,电场强度E=2.00×105N/C.已知油的密度为
=0 80×103kg/m3,取重力加速度g=10m/s2,电子的电量e=1.6×10-19C,
=3,则该油滴上所带电荷量是电子电量的多少倍?
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(10分)电子所带电荷量的精确数值最早是由美国物理学家密立根于1917年通过油滴实验测得的。他测量了数千个带电油滴的电荷量,发现这些电荷量都是某个最小电荷量的整数倍。这个最小的电荷量就是电子所带的电荷量。
密立根实验的原理如图所示,A、B是两平行放置的水平金属板,A板带正电荷,B板带负电荷.从喷雾器嘴喷出的小油滴,从A板上的小孔落到A、B板之间的匀强电场中.如果小油滴带负电荷,它在电场中受竖直向下的重力和竖直向上的电场力作用,调节电场强度的大小(改变极板之间的电压),可以使油滴在A、B之间处于静止状态.
实验中用显微镜测得某油滴(可视为球体)的半径为R,当它处于静止状态时,电场强度为E。已知油的密度为
,重力加速度为g,球体的体积
,求:
(1) 该油滴重量的表达式.
(2) 该油滴上所带电荷量的表达式.
(3) 若该油滴的半径R=2.00×10-6m,当它处于静止状态时,电场强度E=2.00×105N/C.已知油的密度为
=0 80×103kg/m3,取重力加速度g=10m/s2,电子的电量e=1.60×10-19C,
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一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。
实验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片。
实验步骤:
(1)如图1所示,将电磁打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后,固定在待测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上。
(2)启动控制装置使圆盘转动,同时接通电源,打点计时器开始打点。
(3)经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。
① 由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω= 。式中各量的意义是:
.
② 某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m,得到纸带的一段如图2所示,求得角速度为 。
(1) (2)6.8/s。 |