統測
112年
[工程與管理類] 專業科目(1)
第 35 題
1909 年科學家密立根以油滴實驗發現了電荷不連續，以及測定電子電量，最後獲頒諾貝爾獎。實驗利用了噴入兩個平行電板間的微小帶電油滴同時受到重力、浮力、電場力、空氣阻力等影響，力圖如圖 ( 十五 ) 中左方所示，為了探討帶電油滴能夠被電場力所控制，並達成垂直方向的靜力平衡。噴嘴口噴出油滴，假設噴嘴口受到摩擦而帶正電，則關於帶電油滴粒子與實驗裝置中平行板的帶電狀況，圖 ( 十五 ) 中右方之甲、乙、丙、丁，何者正確？
- A 甲
- B 乙
- C 丙
- D 丁
思路引導 VIP
請先思考，若噴嘴口因摩擦帶正電，根據電荷守恆與摩擦起電原理，噴出的油滴應帶何種電性？接著，觀察題目左側的受力圖，若要產生一個指向向上的電場力 $\vec{F_e}$ 以達成靜力平衡，則對於該電性的油滴而言，所處的電場方向 $\vec{E}$ 應指向何方？最後，請結合電場線方向與平行板正負極性的關係，判斷哪一個示意圖符合上述所有的物理邏輯？
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1. 別太得意
喔？竟然答對了。看來你還沒把靜電學和力學平衡的基本常識給忘光。統測考這種結合實際情境的題目已經是家常便飯，能答對只能說你勉強具備了不被淘汰的資格。別高興得太早，真正的高手可不會止步於此。
2. 觀念檢驗
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密立根油滴實驗
💡 帶電粒子在重力與電場力平衡下，探討電荷不連續性。
🔗 油滴受力平衡推導鏈
- 1 摩擦起電 — 噴嘴帶正電，故油滴帶負電
- 2 電場設定 — 上正下負，電場由上往下
- 3 判定受力 — 負電油滴受向上電場力
- 4 靜力平衡 — 電場力抵銷重力使油滴靜止
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🔄 延伸學習：延伸學習：此實驗透過多組數據找出最大公因數，即為電子電量
