1897年湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后，許多科學家為測定電子的電荷量做了大量的探索。1907年至1916年，密立根用帶電油滴進行實驗，發(fā)現(xiàn)油滴所帶的電荷量是某一數(shù)值e的整數(shù)倍，于是稱這一數(shù)值e為元電荷。如圖所示，兩塊完全相同的金屬極正對著水平放置，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，所受空氣阻力的大小與速度大小成正比。兩板間不加電壓時，可以觀察到油滴在兩板間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以另一速度在兩板間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。求：
（1）當兩板間加電壓U時，兩板間的電場強度；
（2）上述油滴的電性和電荷量Q；
（3）在極板間照射X射線可以改變油滴的帶電量。再采用上述方法測量油滴的電荷量。密立根測定了近兩百顆油滴的電荷，在其著作中得到幾組數(shù)據如下表所示（油滴的電荷量為Qi，單位已從靜電單位換算為庫侖）。如果存在基本電荷，請根據現(xiàn)有數(shù)據求出基本電荷的電荷量e（保留到小數(shù)點后兩位）。
| 實驗次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 電荷量 Q i （ 10 - 19 C ） |
6.55 | 8.20 | 9.97 | 11.49 | 13.13 | 14.81 |
【答案】（1）當兩板間加電壓U時，兩板間的電場強度為，方向豎直向下；
（2）油滴帶負電，電荷量Q為；
（3）基本電荷的電荷量e為1.63×10-19C。
U
d
（2）油滴帶負電，電荷量Q為
mgd
（
t
1
+
t
2
）
U
t
2
（3）基本電荷的電荷量e為1.63×10-19C。
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/8/2 8:0:9組卷：21引用：2難度：0.6
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