密立根油滴實(shí)驗(yàn)將微觀量轉(zhuǎn)化為宏觀量進(jìn)行測(cè)量,揭示了電荷的不連續(xù)性,并測(cè)定了元電荷的數(shù)值。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單巧妙,被稱為物理學(xué)史上最美實(shí)驗(yàn)之一。該實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)化裝置如圖甲所示。水平放置、間距為d的兩平行金屬極板接在電源上,在上極板中間開(kāi)一小孔,用噴霧器將油滴噴入并從小孔飄落到兩極板間。已知油滴帶負(fù)電。油滴所受空氣阻力f=6πrηv,式中η為已知量,r為油滴的半徑,v為油滴的速度大小。已知油的密度為ρ,重力加速度為g。
(1)在極板間不加電壓,由于空氣阻力作用,觀測(cè)到某一油滴以恒定速率緩慢下降距離L所用的時(shí)間為t1,求該油滴的半徑r;
(2)在極板間加電壓U,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,觀測(cè)到(1)問(wèn)中的油滴以恒定速率緩慢上升距離L所用的時(shí)間為t2。求該油滴所帶的電荷量Q;
(3)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)在兩極板間照射X射線不斷改變油滴的電荷量。圖乙是通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)所測(cè)電荷量的分布圖,橫軸表示不同油滴的編號(hào),縱軸表示電荷量。請(qǐng)說(shuō)明圖中油滴所帶電荷量的分布特點(diǎn),并說(shuō)明如何處理數(shù)據(jù)進(jìn)而得出元電荷的數(shù)值。
【考點(diǎn)】密立根油滴實(shí)驗(yàn);勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系;帶電粒子在恒定的電場(chǎng)中做加速(或減速)運(yùn)動(dòng).
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:162引用:3難度:0.4
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1.陰極射線管及方向坐標(biāo)如圖所示,電子束從陰極射出,直線射出狹縫掠射到熒光屏上,顯示出電子束的徑跡,以下偏轉(zhuǎn)情況判斷正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/19 1:30:1組卷:98引用:7難度:0.8 -
2.如圖,在陰極射線管正下方平行放置一根通有足夠強(qiáng)電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線,且導(dǎo)線中電流方向水平向右,則陰極射線將會(huì)( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/11/23 18:0:1組卷:82引用:3難度:0.8 -
3.電子被發(fā)現(xiàn)后,密立根的油滴實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了電子的存在,揭示了電荷的非連續(xù)性。密立根實(shí)驗(yàn)的原理示意圖如圖所示,設(shè)兩平行金屬板間的小油滴的質(zhì)量為m,重力加速度為g,兩板間電勢(shì)差為U,小油滴恰好懸浮在真空中不動(dòng),測(cè)出兩板間距離為d,則小油滴的電荷量為( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/10/2 4:0:2組卷:17引用:2難度:0.5
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