Question

一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，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。若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率v匀速下降；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。若两极板间电压为-U，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是

A.2v、向下                  B.2v、向上                  C. 3v、向下                 D. 3v、向上

Answer 1

C

解析：设电容器两板间距离为D，小油滴质量为m,带电量为q,速度为v时所受空气阻力为f=kv，当两板间电压为零时，液滴在重力作用下向下运动，速度为v时有mg=kv;当两板间电压为U时，液滴以v匀速上升，说明所受电场力向上，有mg+kv=q;当两板间电压为-U时，即电容器上电压大小不变而反向，液滴受电场力向下，液滴匀速向下运动的速度为v′时，有mg+q=kv′，综上解得v′=3v。速度方向向下，所以正确答案为C.。