2017-2018学年人教版选修3-5 第十八章 第1节电子的发现 作业3
2017-2018学年人教版选修3-5 第十八章 第1节电子的发现 作业3第2页

  示。让中性气体进入电离室A,在那里被电离成离子。这些离子从电离室的小孔飘出,从缝S1进入加速电场被加速。然后让离子从缝S2垂直进入匀强磁场,最后打在底片上的P点。已知加速电压为U,磁场的磁感应强度为B,缝S2与P之间的距离为a,离子从缝S1进入电场时的速度不计。求该离子的比荷。

  

  9.电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根所做的油滴实验推测出的。密立根实验的原理如图所示:两块水平放置的平行金属板A、B与电源相接,使上面的板带正电,下面的板带负电。油滴从喷雾器喷出后,经上面金属板中间的小孔,落到两板之间的匀强电场E中。大多数油滴在经过喷雾器喷嘴时,因摩擦而带负电,油滴在电场力、重力和空气阻力的作用下下降,观察者可在强光照射下,借助显微镜进行观察。

  

  两板间的电势差、两板间的距离都可以直接测得,从而确定极板间的电场强度E。但是油滴太小,其质量m很难直接测出。密立根通过测量油滴在空气中下落的终极速度测量油滴的质量。未加电场时,由于空气的黏性,油滴所受的重力很快就等于油滴与空气的摩擦力而使油滴匀速下落,可测得速度v1,再加一足够强的电场,使油滴做竖直向上的运动,在油滴以速度v2匀速运动时,油滴所受的静电力与重力、阻力平衡。根据空气阻力遵循的规律,即可求得油滴的带电荷量。

  密立根测定了数千个带电油滴的电荷量,发现这些电荷量都等于某个最小电荷的整数倍,从而证实了电荷是量子化的,并求得了元电荷即电子或质子所带的电荷量e。

  如图所示,在A板上方用喷雾器将细油滴喷出,若干油滴从板上的一个小孔中落下,喷出的油滴因摩擦而带负电。已知A、B板间电压为U、间距为d,油滴恰好静止。撤去电场后油滴徐徐下落,最后测出油滴以速度v匀速运动,已知空气阻力正比于速度:f=kv,则油滴所带的电荷量q=______。

  某次实验得q的测量值见下表(单位:10-19 C):

6.41 8.01 9.65 11.23 12.83   分析这些数据可知:_________________________________________________________。