1. 密立根油滴实验是美国物理学家密立根于1908-1913年进行的一项物理学实验,该实验首次测定了电子电荷。此实验的方法主要是平衡重力与电场力,使油滴悬浮于两片金属电极之间,并根据已知的电场强度,计算出整个油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后,密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的倍数,因此认定此数值为单一电子的电荷。密立根因此获得了1923年诺贝尔物理学奖。
(1) 关于元电荷,下列说法正确的是(  ) A. 元电荷是自然界中电荷的最小单元 B. 元电荷就是点电荷 C. 元电荷就是质子 D. 1C的电量叫元电荷
(2) 油滴在运动过程中受到的阻力可由斯托克斯公式计算(其中r为油滴半径,v为油滴下落的速度,为空气粘滞系数)。则空气粘滞系数的单位用国际基本单位制表示为(  ) A. B. C. D.
(3) 密立根在做油滴实验时,将带负电的油滴喷入竖直方向的匀强电场中,用显微镜观察,发现某个油滴在电场力和重力的共同作用下,缓慢地沿竖直向下方向做匀速运动。则对于该油滴(  ) A. 它的电势能增大 B. 它的电场力不做功 C. 它的电场力小于重力 D. 无法判断
(4) 一平行板电容器的带电量 , 两极板间的电压 , 则它的电容为F(结果均保留两位有效数字);如果将两板的带电量各减少了一半,则两板电势差为V,平行板电容器的电容将。填(“变化”或“不变”)
(5) 油滴实验的原理如图所示,两块水平放置的平行金属板与电源连接,上、下板分别接电源、正负极。油滴从喷雾器喷出后,由于相互碰撞而使部分油滴带负电。油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中,观察者通过显微镜可以观察到油滴的运动情况。两金属板间的电压为U,距离为d,忽略空气对油滴的浮力和阻力及油滴间的相互作用。

(1)当某个质量为m的油滴恰好做匀速运动时,求该油滴所带电荷量q。

(2)观察到某个质量为2m的带负电油滴进入电场后由静止开始做匀加速运动,经过时间t运动到下金属板,求此油滴电势能的变化量∆Ep

【考点】
电容器及其应用; 带电粒子在电场中的运动综合;
【答案】

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