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密立根实验

2023-08-08 来源:好走旅游网
密立根实验

1.在密立根的实验中,需要测量哪些物理量?请导出用这些物理量计算油滴电荷量的表达式。

解析:用喷雾器将油滴喷入两块相距为的水平放置的平行板之间。由于喷射时的摩擦,油滴一般带有电量q。

带电平行板间油滴的平衡

qEmgUd

当平行板间加有电压U,产生电场E,油滴受电场力作用。调整电压的大小,使油滴所受的电场力与重力相等,油滴将在极板中间静止地悬浮或作匀速直线运动,如图所示。此时,于是有

因此需要测量的物理量有m、U、d是容易测量的物理量。【点评】实验发现,油滴的电量是某最小恒量的整数倍,

即q=ne,,……这样就说明了电荷的不连续性,并存在着最小的电荷单位,即电子的电荷值。

2.在密立根实验中,油滴从喷雾器喷出后,由于摩擦而带电,经上板中央小孔落到两板间的匀强电场中,通过显微镜可以观察到它运

动的情况。两金属板间的距离为d,忽略空气对油滴的浮力和阻力。 (1)调节两金属板间的电势差u,当u=U0时,使得某个质量为m1的油滴恰好做匀速运动,求该油滴所带的电荷量。

(2)若油滴进入电场时的初速度可以忽略,当两金属板间的电势差u=U1时,观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动,经过时间t运动到下极板,求此油滴所带的电荷量。

解析:(1)当时,油滴在电场中所受的电场力为

油滴在电场中受力如下图所示,由物体的平衡条件得 于是可得

(2)当

时,油滴在电场中所受的电场力为

油滴在电场中受力如下图所示,由牛顿第二定律得

由运动学公式知

由以上三式解得

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