Question

一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板之间有一带电荷量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比．若极板间电压为0，经过一段时间，油滴以速率v匀速下降；若极板间电压为U，经过一段时间后，油滴以速率v匀速上升．若极板间电压为-U，油滴做匀速运动时的速度大小为

 

方向

 

．

Answer 1

分析：当两极板间电压为零，根据平衡关系得出油滴的重力和阻力的关系；若两极板间的电压为U，根据平衡求出电场力、重力和阻力的大小关系；最终再根据平衡求出两极板间电压为-U时电场力、重力和阻力的大小关系，从而得出油滴的速度大小和方向．

解答：解：若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降，有mg=kv，
若两极板间的电压为U，经一段时间后，油滴以速率v匀速上升，知电场力大于重力，有：q

U

d

=mg+kv，
若两极板间电压为-U，则电场力方向向下，当油滴做匀速运动时，有kv′=mg+q

U

d

，
联立三式解得v′=3v，方向向下．
故答案为：3v，向下．

点评：解决本题的关键能够对油滴进行正确的受力分析，掌握电场力的方向，运用平衡条件进行求解．