Question

湯姆生發(fā)現(xiàn)電子后，密立根用帶電油滴進行實驗，進一步證實了電子的存在，揭示了電荷量的非連續(xù)性，他發(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為基本電荷。圖甲是密立根油滴實驗的原理示意圖，置于真空中的兩塊水平放置的平行金屬板與電源連接，油滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶電，油滴進入上板中央小孔后落到勻強電場中，通過顯微鏡可以觀察到油滴的運動情況。設電源的電壓為U，板間的距離為d，忽略空氣浮力，重力加速度為g。
已知當質量為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，在實驗中可以觀察到油滴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。根據(jù)上述信息回答下列問題：

(1)油滴帶_________電，理由：_________。
(2)油滴所帶電荷量的表達式為：Q=_________。
(3)用X射線照射極板間可以改變油滴的帶電荷量。再采用上述方法測量油滴帶的電荷量。如此重復操作，測量出油滴帶的電荷量Q如下表所示。為了尋找規(guī)律，以自然數(shù)n為橫坐標，以電荷量Q為縱坐標，建立Q-n坐標系，并將表格中數(shù)據(jù)描在圖象中，如圖乙所示。

   

①圖象中直線斜率的意義是：_________；
②根據(jù)圖象求出元電荷的電荷量e=_________。

Answer 1

(1)負；當極板間加了電壓U后，該油滴豎直向上做勻速運動，說明油滴受到的電場力豎直向上，與板間電場的方向相反，所以該油滴帶負電
(2)
(3)①元電荷的電荷量；②1.50×10^-19 C～1.58×10^-19 C