Question

在密立根油滴實驗裝置中，噴霧器向透明的盒子里噴入帶點油滴，小盒子內的上、下兩金屬板分別接在電源兩極，通過改變兩極板間電場強度可控制帶點油滴在板間的運動狀態．已知某油滴所受的重力為1.8×10^-9N，當電場強度調節為4.0×10⁴N/C時，通過顯微鏡觀察該油滴豎直向下做勻速直線運動，如圖所示．
求：（1）該油滴帶何種電荷？
（2）該油滴所帶電荷量是多少？
（3）該油滴所帶電荷量是元電荷e的多少倍？

Answer 1

解：（1）該油滴豎直向下做勻速直線運動，受重力和電場力，二力平衡；故電場力向上，而場強向下，故油滴帶負電荷；
（2）勻速運動是平衡狀態，重力和電場力平衡：
mg=F=qE
所以：q===4.5×10^-14C
（3）元電荷電量：e=1.6×10^-19C
所以，元電荷倍數N：N==個=2.8×10⁵個
答：（1）該油滴帶負電荷；
（2）該油滴所帶電荷量是4.5×10^-14C；
（3）該油滴所帶電荷量是元電荷e的2.8×10⁵倍．
分析：（1）該油滴豎直向下做勻速直線運動，受重力和電場力，二力平衡，電場力向上，場強向下，故帶負電荷；
（2）根據電場力和重力平衡列式求解即可；
（3）用電量除以元電荷即可．
點評：本題關鍵明確油滴的運動情況，然后根據平衡條件列式求解，同時要明確油滴帶電量是量子化的．