Question

高中物理电学

一平行板电容器的两个极板水平放置，两级板间有一带点量不变的小油滴 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。若两极板件电压为0，经过一段时间后，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油滴做匀速运动时速度的大小、方向是？？

Answer 1

定义：油滴重力G=mg，电荷量为q，极板间距为d，空气阻力f,阻力系数为k,电场力为F

电压为0时，G=f1=kv,即 G=kv ，其中阻力方向向上
电压为U时，因向上运动，故电场力方向向上，阻力方向向下，且受力平衡，故 F1=G+f2，其中F1=qU/d,f2=kv
电压为-U时，与上一情况相反，则有电场力方向向下，所以油滴必向下运动，此时阻力向上，用以平衡此电场力及重力，即f3=F2+G,其中F2=qU/d=F1,f3=kVo
由前两式得G=kv,F1=G+f2=2kv,所以f3=F2+G=F1+G=3kv,又f3=kVo,所以Vo=3v。
综上，电压为-U时，匀速运动速度大小为3v，方向向下