Question

【題目】1897年湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后，許多科學家為測量電子的電荷量做了大量的探索。1907-1916密立根用帶電油滴進行實驗，發(fā)現(xiàn)油滴所帶的電荷量是某一數(shù)值e的整數(shù)倍，于是稱這數(shù)值為基本電荷，如圖所示，兩塊完全相同的金屬極板止對若水平放置，板間的距離為d，當質(zhì)量為m的微小帶電油滴在兩板間運動時，所受它氣阻力的大小與速度大小成正比。兩板間不加電壓時，得以觀察到油滴豎直向下做勻速運動，通過某一段距離所用時間為t1；當兩板間加電壓U（上極板的電勢高）時，可以觀察到同一油滴豎直向上做勻速運動，且在時間t2內(nèi)運動的距離與在時間t1內(nèi)運動的距離相等。忽略空氣浮力，重力加速度為g。下列說法正確的是（　　）

A.根據(jù)上板電勢高時觀察油滴豎直向上做勻速運動可以判定油滴帶正電

B.密立根根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算出油滴所帶的電荷量大約都是1.6×10-19C

C.根據(jù)不加電壓和加電壓兩個勻速過程可以求解出油滴所帶的電荷量Q=

D.根據(jù)兩板間加電壓U（上極板的電勢高）時觀察到同油滴豎直向上做勻速運動，可以計算出油滴的電荷量Q=

Answer 1

【答案】C

【解析】

A．當極板上加了電壓U后，該油滴豎直向上做勻速運動，說明油滴受到的電場力豎直向上，與板間電場的方向相反，所以該油滴帶負電，A錯誤；

B．油滴所帶的電荷量大約都是1.6×10-19C的整數(shù)倍，B錯誤；

C．設(shè)油滴運動時所受空氣阻力f與速度大小v滿足關(guān)系為

當不加電場時，設(shè)油滴以速率v1勻速下降，受重力和阻力而平衡，即

當極板加電壓U時，設(shè)油滴以速率v2勻速上升，受電場力、重力和阻力，即

其中

根據(jù)題意有

解得

C正確；

D．加上電壓時，油滴運動過程中，不僅僅只受電場力和重力作用，還受阻力作用，所以，D錯誤。

故選C。