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,

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,

题型:南汇区二模难度:来源:
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).魔方格
答案

(1)当极板上没加电压时,得到:mg=kv1,①
当极板上加电压u时,由题得;q
u
d
=mg+kv2    ②
由①、②得,q=
dk(v1+v2)
u
               ③
(2)由题意得,v1t1=v2t2               ④
          
1
t1
+
1
t2
=0.00535ns-1(n为整数)  ⑤
由以上①-⑤式得,q=
0.00535dmgt1n
u

可见,粒子所带电量是基元电荷所带电量的整数倍,基元电荷的带电量为
  e=
0.00535dmgt1
u

代入解得,e=1.6×10-19C
答:
(1)滴所带电量q=
dk(v1+v2)
u

(2)基元电荷的带电量为e=1.6×10-19C.
举一反三
如图,光滑平行的水平金属导轨MN、PQ相距L,在M点和P点间接一个阻值为R的电阻,在两导轨间OO1O1′O′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d的匀强磁场,磁感强度为B.一质量为m,电阻为r的导体棒ab,垂直搁在导轨上,与磁场左边界相距d0.现用一大小为F、水平向右的恒力拉ab棒,使它由静止开始运动,棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab与导轨始终保持良好的接触且垂直导轨运动,导轨电阻不计).求:
(1)棒ab在离开磁场右边界时的速度;
(2)棒ab通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能;
(3)试分析讨论ab棒在磁场中可能的运动情况.魔方格
题型:广东一模难度:| 查看答案
密度大于液体密度的固体颗粒,在液体中竖直下沉,但随着下沉速度变大,固体所受的阻力也变大,故下沉到一定深度后,固体颗粒就会匀速下沉.该实验是研究球形固体颗粒在水中竖直匀速下沉的速度与哪些量有关的实验,实验数据的记录如下表:(水的密度为ρ0=1.0×103kg/m3
题型:不详难度:| 查看答案
题型:桂林一模难度:| 查看答案
题型:南汇区模拟难度:| 查看答案
题型:上海二模难度:| 查看答案
最新试题
热门考点

超级试练试题库

© 2017-2019 超级试练试题库,All Rights Reserved.

次序固体球的半径r(m)固体的密度ρ(kg/m3匀速下沉的速度v(m/s)
10.5×10-32.0×1030.55
21.0×10-32.0×1032.20
31.5×10-32.0×1034.95
40.5×10-33.0×1031.10
51.0×10-33.0×1034.40
60.5×10-34.0×1031.65
71.0×10-34.0×1036.60
有个演示实验,在上下面都是金属板的玻璃盒内,放了许多锡箔纸揉成的小球,当上下板间加上电压后,小球就上下不停地跳动.现取以下简化模型进行定量研究.
如图所示,电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置,相距为d,与电动势为ε、内阻可不计的电源相连.设两板之间只有一个质量为m的导电小球,小球可视为质点.已知:若小球与极板发生碰撞,则碰撞后小球的速度立即变为零,带电状态也立即改变,改变后,小球所带电荷符号与该极板相同,电量为极板电量的α倍(α<1).不计带电小球对极板间匀强电场的影响.重力加速度为g.
(1)欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动,电动势ε至少应大于多少?
(2)设上述条件已满足,在较长的时间间隔T内小球做了很多次往返运动.求在T时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量.魔方格
一质量为m,带电-Q的点电荷用绝缘细线悬挂,置于电场之中,平衡时与竖直方向成θ角.
(1)若电场为水平方向的,求场强.
(2)保持θ角不变,求最小的场强.魔方格
我国北方常遭遇严重的沙尘暴天气.所谓沙尘暴可简化为如下情景:快速向上刮起的大风将大量沙尘颗粒扬起后悬浮在空中,可视为这时风对沙尘的作用力与沙尘的重力平衡.已知风对沙尘粒作用力大小的可近似表达为 f=
1
2
ρπr2 v 2,式中ρ为空气密度,r为沙尘粒的半径(沙尘粒可近似看成球体,且体积V=
4
3
πr3),v为风速.如果沙尘粒的密度ρ=3×103kg/m3,沙尘粒的半径r=2.5×10-4m,地面的空气密度ρ=1.25kg/m3,若空气密度ρ 随地面高度h的变化关系为每升高1km,空气密度减少0.2kg/m3(g取10m/s2).求:
(1)要形成沙尘暴现象,地面的风速至少为多少?
(2)当地面风速为8m/s时,沙尘暴的最大高度为多少?