(2006?东城区三模)电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根所做的油滴实验测得的.密立根油滴实验的原理如图所示,两块水平放置的平行金属板与电源相连接,使上板带正电,下板带负电,油滴从喷雾器喷出后,经过上面金属板中间的小孔,落到两板之间的匀强电场中,在强光照射下,观察者通过显微镜观察油滴的运动.大多数油滴在经过喷雾器喷嘴时因摩擦而带电,密立根通过实验测得数千个油滴所带电荷量,并分析得出这些电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍,这个最小电荷量即电子所带电荷量.
从喷雾器喷出的小油滴可以视为球形,小油滴在空气中下落时受到的空气阻力大小跟它下落的速度v的大小成正比,即f=6πηr v,式中r为油滴的半径,η为粘度系数.
(1)实验中先将开关S断开,测出小油滴下落一段时间后达到匀速运动时的速度v
1,已知油的密度为ρ,粘度系数为η,空气的浮力远小于重力,可以忽略,试由以上数据计算小油滴的半径r.
(2)待小油滴向下运动的速度达到v
1后,将开关S闭合,小油滴受电场力作用,最终达到向上匀速运动,测得匀速运动时的速度v
1,已知两金属板间的距离为d,电压为U,试由以上数据计算小油滴所带的电荷量.