Question

【題目】1897年湯姆孫發現電子后，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，發現油滴所帶的電荷量是某一數值e的整數倍，于是稱這數值為基本電荷，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內運動的距離與在時間t1內運動的距離相等。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.密立根根據實驗數據計算出油滴所帶的電荷量大約都是1.6×10-19C

C.根據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的整數倍，B錯誤；

C．設油滴運動時所受空氣阻力f與速度大小v滿足關系為

當不加電場時，設油滴以速率v1勻速下降，受重力和阻力而平衡，即

當極板加電壓U時，設油滴以速率v2勻速上升，受電場力、重力和阻力，即

其中

根據題意有

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。