Question

在密立根油滴實(shí)驗(yàn)裝置中，噴霧器向透明的盒子里噴入帶電油滴，小盒子內(nèi)的上、下兩金屬板分別接在電源兩極上，通過改變兩金屬板間的電場強(qiáng)度可控制帶電油滴在板間的運(yùn)動狀態(tài)．已知某油滴所受的重力為1.8×10^-9N，當(dāng)電場強(qiáng)度調(diào)節(jié)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(yùn)動，如圖所示．不計空氣阻力，
（1）畫出兩電極間的電場線（至少三條），
（2）該油滴帶何種電荷？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

分析：（1）由圖知，上金屬板帶正電，下金屬板帶負(fù)電，電場方向豎直向下，勻強(qiáng)電場的電場線是均勻的平行同向的直線．
（2）油滴做勻速直線運(yùn)動，電場力與重力二力平衡，即可判斷出電場力方向，從而判斷油滴的電性．根據(jù)平衡條件求解電荷量．
（3）元電荷e=1.6×10^-19C．即可求得該油滴所帶電荷量是元電荷e的多少倍．

解答：解：（1）上金屬板帶正電，下金屬板帶負(fù)電，電場方向豎直向下，兩電極間的電場線如圖所示．
（2）油滴勻速運(yùn)動，電場力與重力平衡，則電場力方向豎直向上，電場方向豎直向下，所以油滴帶負(fù)電．
 由平衡條件得：qE=G
油滴帶電量 q=

G

E

=

1.8×10-9

4.0×104

C=4.5×10^-14（C）
（3）油滴電量是元電荷電量的倍數(shù)為 n=

q

e

=

4.5×1014

1.6×10-19

=281250（倍）
答：
（1）畫出兩電極間的電場線（至少三條）見圖，
（2）該油滴帶負(fù)電，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281250倍．

點(diǎn)評：本題關(guān)鍵明確油滴的運(yùn)動情況，然后根據(jù)平衡條件列式求解，同時要明確油滴帶電量是量子化的．