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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
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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ρ,重力加速度为g,球体的体积V=
πR3,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ρ=0 80×103kg/m3,取重力加速度g=10m/s2,电子的电量e=1.60×10-19C,π=3,则该油滴上所带电荷量是电子电量的多少倍?
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ρ,重力加速度为g,球体的体积V=
4 |
3 |
(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ρ=0 80×103kg/m3,取重力加速度g=10m/s2,电子的电量e=1.60×10-19C,π=3,则该油滴上所带电荷量是电子电量的多少倍?
▼优质解答
答案和解析
(1)球形油滴的重量为:
G=mg=ρVg=ρ×
πR3×g=
πρR3g
(2)油滴静止时,根据平衡条件,有:
qE=mg
故:q=
=
(3)油滴的带电量是电子的n倍,有:
n=
=
=8
答:(1)该油滴重量的表达式为:G=
πρR3g.
(2)该油滴上所带电荷量的表达式为:q=
.
(3)该油滴上所带电荷量是电子电量的8倍.
G=mg=ρVg=ρ×
4 |
3 |
4 |
3 |
(2)油滴静止时,根据平衡条件,有:
qE=mg
故:q=
G |
E |
4πρR3g |
3E |
(3)油滴的带电量是电子的n倍,有:
n=
q |
e |
1.28×10−18C |
1.60×10−19C |
答:(1)该油滴重量的表达式为:G=
4 |
3 |
(2)该油滴上所带电荷量的表达式为:q=
4πρR3g |
3E |
(3)该油滴上所带电荷量是电子电量的8倍.
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