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、向上
B．2v、向下
C．3v、向上
D．3v、向下

Answer

当两极板间电压为零，根据平衡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．
【解析】
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=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，联立三式解得v′=3v，方向向下．故D正确，A、B、C错误．
故选D．