2017-2018学年高中物理第十八章原子结构第1节电子的发现教学案新人教版选修3-5 下载本文

应先由大变小,再由小变大,故D错误。

7.如图4所示,电子由静止从O点经电场U加速后垂直射入匀强磁场B,经偏转后打在

qMN板的P点,射入点到P点的距离为d,求电子的比荷 的表达式。(不考虑电子的重力)

m

图4

解析:设电子的电荷量为q、质量为m,在加速电场U中加速的过程,根据动能定理,12

有qU=mv

2

解得 v=

2qUm 垂直进入磁场后,电子受到的洛伦兹力提供向心力,电子做匀速圆周运动,故有qvB=

mv2

R由题意又知:R=

2

由以上各式整理可得电子的比荷为

dq8U=。 mB2d2

答案:

8UB2d2

8.如图5所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图,两块水平放置的金属板间距为d,油滴从喷雾器的喷嘴喷出时,由于与喷嘴摩擦而带负电,油滴散布在油滴室中,在重力作用下,少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间,当平行金属板间不加电压时,由于受到气体阻力的作用,油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动;当上板带正电,下板带负电,两板间的电压为U时,带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动。已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比,油滴密度为ρ,已测量出13

油滴的直径为D(油滴可看作球体,球体体积公式V=πD),重力加速度为g。

6

图5

(1)设油滴受到气体的阻力f=kv1,其中k为阻力系数,求k的大小; (2)求油滴所带电荷量。

解析:(1)油滴速度为v1时所受阻力f1=kv1, 油滴向下匀速运动时,重力与阻力平衡,有f1=mg

m=ρV=πρD3 ,则k=1613

πρDg。 6v1

(2)设油滴所带电荷量为q,油滴受到的电场力为 F电=qE=q

油滴向上匀速运动时,阻力向下,油滴受力平衡,则kv2+mg=q UdUdρπD3gd(v1+v2)

油滴所带电荷量为q=。

6Uv1

1ρπDgd(v1+v2)3

答案:(1) πρDg (2)

6 v16Uv1

3