天津市青光中学高二物理《带电粒子在匀强电场中的运动》典型例题

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带电粒子在匀强电场中的运动典型例题 【例1】 如图为密立根油滴实验示意图．设两平行板间距d=05cm，板间电压U=150V，当电键S断开时，从上板小孔漂入的带电油滴能以速 度v0匀速下降．合上S，油滴由下降转为上升．当速度大小达到v0时能匀速上升．假设油滴在运动中所受阻力与速度大小成正比（即f=kv），测得油滴的直径 D=110×10－6m，油的密度ρ=105×103kg／m3，试算出油滴的带电量并说明电性． [分析] S合上前，油滴漂入小孔后受重力和阻力作用，以速度v0匀速下降时满足条件f0=kv0=mg．S合上后，油滴能由下降转为上升，电场力（Eq）必向上，速度大小达到v0时，所受阻力也为f0，匀速上升时必满足条件Eq=mg+f0=2mg． 式中 　　 　因油滴所受电场力方向与板间场强方向相反，故油滴带负电．[说明] 密立根在实验中测定了许多油滴的带电量，发现它们都是某个基本单位的整数倍，从而证实了自然界中存在着一个最小电量的电荷，称为基元电荷，e=16×10－19C．因此，必须明白，密立根并没有直接测出单个电子的电量，而是根据对油滴带电量的综，大小：638 KB