湯姆生發(fā)現(xiàn)電子后,密立根用帶電油滴進(jìn)行實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步證實(shí)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(shí)驗(yàn)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(jìn)入上板中央小孔后落到勻強(qiáng)電場中,通過顯微鏡可以觀察到油滴的運(yùn)動情況。設(shè)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(dāng)質(zhì)量為m的微小帶電油滴在兩板間運(yùn)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(shí)驗(yàn)中可以觀察到油滴豎直向下做勻速運(yùn)動,通過某一段距離所用時間為t1;當(dāng)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(yùn)動,且在時間t2內(nèi)運(yùn)動的距離與在時間t1內(nèi)運(yùn)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(dá)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(fù)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(biāo),以電荷量Q為縱坐標(biāo),建立Q-n坐標(biāo)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=_________。