Question

高中物理题，帮忙仔细分析下答案

19．一平行板电容器的两极板水平放置，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，经过一段时间后，油滴以速率v匀速下降；若两极板间电压为U，经过一段时间后，油滴以速率v匀速上升；若两极板间电压为－U，油滴做匀速运动时的速度大小、方向将是（ ）
（A）2v，向下 （B）2v，向上
（C）3v，向下 （D）3v，向上

Answer 1

解：设运动时所受空气阻力的大小：f=kv
(1)两极板间电压为零，由于油滴以速率v匀速下降，根据二力平衡：
kv=mg(1)，解得：k=mg/v(2)
(2)两极板间电压为U,油滴以速率v匀速上升,说明油滴受到的电场力方向竖直向上，由二力平衡，则有：qE=kv+mg(3),把（1）式代入（3）式，得：qE=2mg(4)
(3)两极板间电压为－U,说明此时油滴受到的电场力方向竖直向下，同理：
kV=mg+qE(5)把（2）（4）式代入（5）式得：V=3v,由于电压为U时，油滴匀速上升，则-U时，其方向应向下。所以， 选C

Answer 2

因为F=kv
U=0 V=mg/k
U=UqE=mg+kv,qE=2mg
U=-U qE+mg=kV1
V1=(mg+qE)/k=3mg/k=3v
向下
选C