高考物理一轮复习第8章知识点7电荷量的测量课件

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教材粤教版必修第三册第二章第二节“资料活页” 密立根油滴实验 如图所示是密立根油滴实验示意图。
首先，密立根通过喷雾器将细小的油滴喷入一密闭空间中，这些油滴在喷出时由于与喷雾器产生摩擦而带了负电。油滴因重力的作用而下落，其中少量油滴通过夹板上的小孔进入了测试设备中。在两板间加电压，两板间的电场就会对这些油滴施加作用力。当上板的电势足够高时，静电力将使带负电的油滴上升。接着，他对两板间的电势差进行调节，使带电的油滴悬浮在两板间。此时，油滴的重力与电场对油滴施加向上的静电力的大小相等，即mg＝qE＝ 。
因而，悬浮油滴的电量为q＝ 。 上式中的U、d均可直接测量，但油滴太小，以至于其重力mg的大小无法用普通的方法直接测量。为了解决这一问题，密立根先让油滴在电场中悬浮，然后撤去电场，测出油滴下落的速度。由于空气阻力的存在，下落的油滴速度会很快达到匀速，而这个速度又与油滴的质量有关。因此，通过测量这个速度，密立根计算出mg，从而求得油滴的电量q。
一、真题链接 1．(2022·湖北卷)密立根油滴实验装置如图所示， 两块水平放置的金属板分别与电源的正负极相接， 板间产生匀强电场。用一个喷雾器把密度相同的许 多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油滴从喷口喷 出时由于摩擦而带电。金属板间电势差为U时，电荷量为q、半径为r的球状油滴在板间保持静止。若仅将金属板间电势差调整为2U，则在板间能保持静止的球状油滴所带电荷量和半径可以为(　　) A．q，r　　B．2q，r　　C．2q，2r　　D．4q，2r
2．(2022·广东卷)密立根通过观测油滴的运动规律证明了电荷的量子性，因此获得了1923年的诺贝尔奖。如图是密立根油滴实验的原理示意图，两个水平放置、相距为d的足够大金属极板，上极板中央有一小孔。通过小孔喷入一些小油滴，由于碰撞或摩擦，部分油滴带上了电荷。有两个质量均为m0、位于同一竖直线上的球形小油滴A和B，在时间t内都匀速下落了距离h1。此时给两极板加上电压U(上极板接正极)，A继续以原速度下落，B经过一段时间后向上匀速运动。B在匀速运动时间t内上升了距离h2(h2≠h1)，随后与A合并，形成一个球形新油滴，继续在两极板间运动直至匀速。已知球形油滴受到的空气阻力大小为f＝km v，其中k为比例系数，m为油滴质量，v为油滴运动速率，不计空气浮力，重力加速度为g。求：
(2)油滴A、B的带电荷量和电性；B上升距离h2电势能的变化量；
[解析]　加电压后，油滴A的速度不变，可知油滴A不带电，油滴B最后速度方向向上，可知油滴B所受电场力向上，极板间电场强度向下，可知油滴B带负电
(3)新油滴匀速运动速度的大小和方向。
若h1>h2，则v>0，新油滴向下运动 若h1＝h2，则v＝0，新油滴静止 若h1