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美國科學(xué)家密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)首次精確地測出了電子的電荷量．油滴實(shí)驗(yàn)的原理如圖所示，兩塊水平放置的平行金屬板與電源相連，上下板分別帶正、負(fù)電荷．油滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶負(fù)電，經(jīng)上板中央小孔落到兩板間的勻強(qiáng)電場中，通過顯微鏡可以觀察到它運(yùn)動的情況．兩金屬板間的距離為d．（忽略油滴之間的相互作用力和空氣對油滴的浮力及阻力）
（1）調(diào)節(jié)兩金屬板間的電壓，當(dāng)U=U0時，觀察到某個質(zhì)量為m1的油滴恰好勻速豎直下落，求該油滴所帶的電荷量q1；
（2）若油滴進(jìn)入電場時的初速度可以忽略，當(dāng)U=U1時，觀察到某個質(zhì)量為m2的油滴進(jìn)入電場后勻加速豎直下落，經(jīng)過時間t運(yùn)動到下極板，求此油滴所帶的電荷量q2．
（1）油滴勻速下落過程中受到電場力和重力平衡，此時油滴所帶的電量為負(fù)電荷．由二力平衡關(guān)系可得：
q1
U0
d
=m1g…①
由①式可得：
q1=m1
gd
U0
…②
（2）油滴加速下落，由（1）可知該油滴帶負(fù)電，此時它受到的電場力向上，設(shè)此時的加速度大小為a1，由牛頓第二定律可得：
m2g-q2
U1
d
=m2a1 …③
由運(yùn)動學(xué)公式可得：
d=
1
2
a1t2 …④
由③④二式可得：
q2=
m2d
U1
（g-
2d
t2
）…⑤
答：（1）該油滴所帶電荷量q為m1
gd
U0
；
（2）此油滴所帶電荷量為
m2d
U1
（g-
2d
t2
）．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

1932年，著名的英國物理學(xué)家狄拉克，從理論上預(yù)言磁單極子是可以獨(dú)立存在的。他認(rèn)為：“既然電有基本電荷——電子存在，磁也應(yīng)該有基本磁荷——磁單極子存在�！奔僭O(shè)在真空玻璃盒內(nèi)有一固定于地面上空附近的S極磁單極子，其磁場分布與負(fù)電荷電場分布相似，周圍磁感線呈均勻輻射式分布，如圖所示。一質(zhì)量為m，電荷量為q的點(diǎn)電荷P在磁單極子的正上方h高處的水平面內(nèi)做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動。對該電荷的分析正確的是（已知地球表面的重力加速度g）
A．該電荷一定帶負(fù)電荷
B．該電荷一定帶正電荷
C．可確定電荷運(yùn)動的速率v
D．可確定電荷運(yùn)動的圓周上各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，某一質(zhì)量為m的金屬滑塊，帶電量大小為q，以某一速度沿水平放置的木板進(jìn)入電磁場空間，勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向外，電場方向水平向右，滑塊與木板之間的摩擦系數(shù)為μ．已知滑塊由P點(diǎn)沿木板做勻速直線運(yùn)動到Q點(diǎn)與開關(guān)碰撞，將Q點(diǎn)的開關(guān)撞開，使電場消失，只保留磁場，離開開關(guān)時滑塊的動能變?yōu)樵瓉淼?span mathtag="math" >
1
4
，并勻速返回P處，設(shè)往復(fù)運(yùn)動的總時為T，P、Q間距離為L，碰撞時間不計．求：
（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；
（2）整個過程中克服摩擦力所做的功；
（3）勻強(qiáng)電場E的大小．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

一個帶正電的油滴從圖所示的勻強(qiáng)電場上方A點(diǎn)自由下落，油滴落入勻強(qiáng)電場后，能較準(zhǔn)確地描述油滴運(yùn)動軌跡的是圖中的（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

根據(jù)載人航天工程第二步任務(wù)規(guī)劃，中國將在2010年至2015年問發(fā)射“天宮一號”目標(biāo)飛行器和“天宮二號”、“天宮三號”兩個空間實(shí)驗(yàn)室，2020年前后，中國將發(fā)射空間站核心艙和科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙，開始建造空間站．假設(shè)該空間站體積很大，宇航員可以在里面進(jìn)行多項(xiàng)體育活動，一宇航員在站內(nèi)玩壘球（萬有引力可以忽略不計），上半側(cè)為勻強(qiáng)電場，下半側(cè)為勻強(qiáng)磁場，中間為分界面，電場與分界面垂直，磁場垂直紙面向里，電場強(qiáng)度為E=100V/m，宇航員位于電場一側(cè)距分界面為h=3m的P點(diǎn)，PO垂直于分界面，點(diǎn)D位于O點(diǎn)右側(cè)，壘球質(zhì)量為m=0.1kg、帶電荷量為q=-0.05C，該宇航員從P點(diǎn)以初速度v0=10m/s平行于分界面投出壘球，要使壘球第一次通過界面就擊中D點(diǎn)，且能回到P點(diǎn)．求：
（1）OD之間的距離d．
（2）壘球從拋出到第一次回到P點(diǎn)的時間t．（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，水平放置的兩塊帶電金屬板a、b平行正對．極板長度為l，板間距也為l，板間存在著方向豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直于紙面向里磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場．假設(shè)電場、磁場只存在于兩板間的空間區(qū)域．一質(zhì)量為m的帶電荷量為q的粒子（不計重力及空氣阻力），以水平速度v0從兩極板的左端中間射入場區(qū)，恰好做勻速直線運(yùn)動．求：
（1）金屬板a、b間電壓U的大小______
（2）若僅將勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，粒子將擊中上極板，求粒子運(yùn)動到達(dá)上極板時的動能大小______
（3）若撤去電場，粒子能飛出場區(qū)，求v0滿足的條件______
（4）若滿足（3）中條件，粒子在場區(qū)運(yùn)動的最長時間______．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為e的質(zhì)子以某一初速度（動能為Ek）從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向進(jìn)入場區(qū)，若場區(qū)僅存在平行于y軸向上的勻強(qiáng)電場時，質(zhì)子通過P（d，d）點(diǎn)時的動能為5Ek；若場區(qū)僅存在垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場時，質(zhì)子也能通過P點(diǎn)．不計質(zhì)子的重力．設(shè)上述勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為E、勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則下列說法中正確的是（　　）
A．E=
3Ek
ed
B．E=
5Ek
ed
C．B=
mEk
ed
D．B=
2mEk
ed

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

關(guān)于重力不計的帶電粒子的運(yùn)動的描述中，正確的是（　　）
A．只在電場（E≠0）中，帶電粒子可以靜止
B．只在電場（E≠0）中，帶電粒子可以做勻速圓周運(yùn)動
C．只在勻強(qiáng)磁場（B≠0）中，帶電粒子可以做勻變速曲線運(yùn)動
D．只在勻強(qiáng)磁場（B≠0）中，帶電粒子一定不能做勻變速直線運(yùn)動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示，真空有一個半徑r=0.5m的圓形磁場，與坐標(biāo)原點(diǎn)相切，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2×10-３T，方向垂直于紙面向外，在x=r處的虛線右側(cè)有一個方向豎直向上的寬度為L1=0.5m的勻強(qiáng)電場區(qū)域，電場強(qiáng)度E=1.5×10３N/C。在x=2m處有一垂直x方向的足夠長的熒光屏，從O點(diǎn)處向不同方向發(fā)射出速率相同的荷質(zhì)比=1×109C/kg帶正電的粒子，粒子的運(yùn)動軌跡在紙面內(nèi)，一個速度方向沿y軸正方向射入磁場的粒子，恰能從磁場與電場的相切處進(jìn)入電場。不計重力及阻力的作用。求：
（1）該粒子進(jìn)入電場時的速度和粒子在磁場中的運(yùn)動時間。
（2）該粒子最后打到熒光屏上，該發(fā)光點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
（3）求熒光屏上出現(xiàn)發(fā)光點(diǎn)的范圍

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