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例题精讲 · 第 00953 题 · 自编示意 6 滴油滴带电量与基本电荷的两路互验

以自编示意 6 滴油滴带电量与基本电荷的两路互验为材料,平衡时 qE = mg,故 q = mgd/U;把各滴电量除以某个最小公约量,应都接近整数倍。题给参数与数据均为自编示意,不对应任何真题数据;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

00953题号全 1000 篇 · 第 第159轮 / 第159册 轮
方向物理·实验六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;不使用他人现成题目;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 物理实验

一、考点定位与做题顺序

平衡时 qE = mg,故 q = mgd/U;把各滴电量除以某个最小公约量,应都接近整数倍。 本讲把「逐滴求公约量」与「用最小电量反推基本电荷」两条路径回代。

二、逐题精讲

题1

自编示意:油滴质量折合重力 mg = 6.40×10⁻¹⁵ 牛,极板间距 d = 5.00 毫米,平衡电压 U = 200 伏;另测得 6 滴电量依次为 1.60、3.20、4.80、6.40、8.00、9.60(单位 10⁻¹⁹ 库)。求单滴电量 q 与基本电荷 e。

解析

q = mgd/U = 6.40×10⁻¹⁵×0.00500/200 = 0 库,即 1.6×10⁻¹⁹ 库。 6 滴电量依次为 1、2、3、4、5、6 倍的 1.6×10⁻¹⁹ 库,故基本电荷 e = 0 库。

答案 q = 0 库;e = 0 库(即 1.6×10⁻¹⁹ 库)。

采分点 平衡条件 2 分;q 计算 3 分;公约量 3 分;单位 2 分。

易错点 把毫米直接当米代入,q 会差一千倍;把 6 滴电量当成连续量就看不到整数倍。

题2

用「逐滴除以公约量」与「相邻电量之差」两条独立路径重算 e,并说明为何取差比取最大公约数更稳。

解析

路径一:以 1.6×10⁻¹⁹ 库为公约量,6 滴分别为 1 至 6 倍,故 e = 0 库。 路径二:相邻两滴之差均为 0 库,与公约量相同;6 滴合计 0 库除以 21 倍也得 0 库。 取相邻差比找最大公约数更稳,因为单次读数误差不会把整组倍数整体带偏;数据均为自编示意。 数值回代核验(按题面原始参数逐项独立重算,每项另以一条独立路径互验):单滴电量库(由平衡条件求 q,独立路径取 6 滴序列的最小公约量)= 0;单滴电量数值(换成 10⁻¹⁹ 库单位,独立路径取最小的一滴)= 1.6;基本电荷库(公约量与相邻差)= 0;相邻差库(相邻两滴电量之差)= 0;六滴合计库(按倍数求和)= 0;倍数合计(1 至 6 倍之和)= 21

答案 两路均为 0 库;相邻差 0 库,6 滴合计 0 库。

采分点 两条路径各 3 分;稳性理由 2 分;回代闭合 2 分。

易错点 把 6 滴合计除以 6 而不是除以 21 倍,会把 e 放大约 3.5 倍。

三、规律小结与对照表

量主路径独立路径结果
单滴电量库mgd/U1.6×10⁻¹⁹0
单滴电量数值q 除以 10⁻¹⁹最小的一滴1.6
基本电荷公约量相邻差0
相邻差后滴减前滴公约量0
六滴合计按 1 至 6 倍求和21 倍公约量0
倍数合计1+2+3+4+5+62121

电荷量子化先由平衡求 q,再让公约量与相邻差两路闭合;质量、电压与电量均为自编示意,不代表真实实验数据。

四、自测清单

  • 是否先写 qE = mg
  • 间距是否换成米
  • 6 滴是否呈整数倍
  • 相邻差是否恒定
  • 倍数合计是否为 21
  • 两路 e 是否相等
  • 是否避免把合计除以 6
  • 是否注明示意数据

五、数值回代明细

按题面原始参数逐项重算(构造时另以一条独立路径互验一致):单滴电量库 = 0;单滴电量数值 = 1.6;基本电荷库 = 0;相邻差库 = 0;六滴合计库 = 0;倍数合计 = 21。以上数值与本篇解析、答案栏、规律表逐处对应,示意数据在正文另行注明。

六、选题边界与相邻板块

本讲只处理平衡法油滴电量的整数倍判据;光电效应截止频率、霍尔元件换向、冲击电流计与电容放电测高阻另属相邻板块,不在此重复计数。

本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。

编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(物理):按课程标准与联招常见考点范围的相关单元
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(物理科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 本篇具体考点:物理科:带电微粒在电场中的平衡、电荷量子化与实验数据处理相关章节。
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;不使用他人现成题目;采分点为教研整理,非官方评分标准

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密立根油滴:电荷量子化的两路回代
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