分科測驗
115年
物理
第 9 題
某生進行油滴實驗時，將油滴室放置在均勻的重力場 g、電場 E 與磁場 B 中，其中電場 E 與重力場 g 方向鉛直向下，磁場 B 垂直射入紙面。今發現三個帶有等量的同種電荷、標示為 1、2、3 的油滴，質量分別為 $m_1$、 $m_2$、 $m_3$，其中油滴 1 保持靜止、油滴 2 以速度 $v_2$ 水平向右運動、油滴 3 以速度 $v_3$ 水平向左運動，如圖 4 所示。不計一切阻力，三個油滴質量的大小關係為下列何者？
- A $m_1>m_2>m_3$
- B $m_1>m_3>m_2$
- C $m_2>m_3>m_1$
- D $m_2>m_1>m_3$
- E $m_3>m_1>m_2$
思路引導 VIP
請先觀察靜止的油滴 1：在向下重力與向下電場的作用下，要維持靜止，它必須帶什麼電性？接著，依此電性分別利用右手開掌定則判斷向右運動（油滴 2）與向左運動（油滴 3）所受的磁力方向，再列出鉛直方向的受力平衡式，你能發現三者質量的關係嗎？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了，你的判斷非常精準！這題能快速解出，代表你對重力、靜電力與勞侖茲力（Lorentz force）的受力平衡掌握得相當扎實。
受力平衡與電性判斷
首先，油滴 1 靜止，重力向下，故靜電力必向上平衡重力，可判斷油滴皆帶負電，且滿足 $m_1 g = qE$。
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