（8分）圖7所示：為美國物理學家密立根測量油滴所帶電荷量裝置的截面圖，兩塊水平放置的平行金屬板間距離為d，油滴從噴霧器的噴嘴噴出時，由于與噴嘴摩擦面帶負電。油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少數(shù)油滴通過上面金屬板的小孔進入平行金屬板間，當平行金屬板間不加電壓時，由于受到氣體阻力的作用，油滴最終以速度v1豎直向下勻速運動；當上板帶正電，下板帶負電，兩板間的電壓為U時，帶電油滴恰好能以速度v2豎直向上勻速運動。已知油滴在極板間運動時所受氣體阻力的大小與其速率成正比，油滴密度為，已測量出油滴的直徑為（油滴可看做球體，球體體積），重力加速度為g。

（1）設(shè)油滴受到氣體的阻力，其中為阻力系數(shù)，求的大��；

（2）求油滴所帶電荷量？

（1）

（2）


解析:

（8分）（1）油滴速度為時所受阻力：

，油滴向下勻速運動時，重力與阻力平衡，有：…………（1分）

又因為質(zhì)量可以表示為：…………（1分）

則…………（2分）

（2）設(shè)油滴所帶電荷量為q，油滴受到的電場力

油滴向上勻速運動時，阻力向下，油滴受力平衡，…………（2分）

則油滴所帶電荷量…………（2分）

練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源：學習周報　物理　人教課標高二版(選修3－1)　2009－2010學年　第14期　總第170期 人教課標版(選修3－1) 題型：038

據(jù)報道，位于美國芝加哥費米國家實驗室的“TEV能級加速器(Tevatron)”是目前世界上能量最高的超級粒子同步回旋加速器，也是人類歷史上最大的物理實驗裝置之一，它的周長約為6.4公里，建在地下約7米深的隧道內(nèi)，可以將質(zhì)子與反質(zhì)子沿正反兩個方向分別加速到接近光速，產(chǎn)生的最大能量可以達到9800億電子伏．而回旋加速器最先由科學家洛倫茲1932年發(fā)明．回旋加速器的核心部分是兩個D形盒，如圖所示，盒子中間開一條窄縫，在兩個D形盒之間加交變電場，兩個D形盒處在勻強磁場中，在D形盒的右半面中心S處有一正粒子源，正粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，加速時兩極板間的電壓大小為U，磁場的磁感應強度為B(加速時間忽略不計，正粒子從發(fā)射源出發(fā)時速度為零)．

(1)上述交變電場的頻率不變，其頻率為多大；

(2)設(shè)D形盒的半徑為R，試求粒子獲得的最大動能．

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