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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e的整数倍,于是称这一数值e为基本电荷.
如图所示,两块完全相同的金属极正对着水平放置,板间的距离为d.当质量为m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tl;当两板间加电压U(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t2内运动的距离与在时间tl内运动的距离相等.忽略空气浮力.重力加速度为g.
(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Q;
(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Qi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e(保留到小数点后两位).
实验次序 1 2 3 4 5
电荷量Qi(10-18C) 0.95 1.10 1.41 1.57 2.02
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(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)设油滴运动时所受空气阻力f与速度大小v满足关系为:f=kv
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:
mg=kv1           
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:
QE=mg+kv2
其中:E=
U
d
   
根据题意有:v1t1=v2t2  
解得:Q=
mgd(t1+t2)
Ut2
  
(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e.由于
Q2-Q1=0.15×10-18C,Q3-Q2=0.31×10-18C,Q4-Q3=0.16×10-18C,Q5-Q4=0.45×10-18C
可以看出,油滴带电量之差都近似为某个数的整数倍,即:
Q2-Q1=e1,Q3-Q2=2e2,Q4-Q3=e3,Q5-Q4=3e4
所以:e=
e1+e2+e3+e4
4
=1.54×10-19C
答:(1)该油滴带负电,分析如上;
(2)油滴所带的电荷量Q为
mgd(t1+t2)
Ut2

(3)基本电荷的电荷量e约为1.54×10-19C.
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(2010?西城区一模)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e的整数倍,于是称这一数值e为基本电荷.
如图所示,两块完全相同的金属极正对着水平放置,板间的距离为d.当质量为m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tl;当两板间加电压U(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t2内运动的距离与在时间tl内运动的距离相等.忽略空气浮力.重力加速度为g.
(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Q;
(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Qi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e(保留到小数点后两位).
实验次序 1 2 3 4 5
电荷量Qi(10-18C) 0.95 1.10 1.41 1.57 2.02

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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

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科目:高中物理 来源: 题型:

(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)。

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1

2

3

4

5

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0.95

1.10

1.41

1.57

2.02

 

 

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(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

 

 

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科目:高中物理 来源:2010年河北省高三下学期第三次考试(理综)物理部分 题型:计算题

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       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

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(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

 

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