Question

如圖所示，質量為m=3×10^-6克的油滴帶有負電荷q=8.5×10^-11庫，從離C缺口正上方的20厘米的D處靜止自由落下．若要使油滴不落在B板上，A，B板間至少應加多大電壓？哪個板的電勢高？

Answer 1

分析：分析帶電油滴的運動情況：油滴先做自由落體運動，進入電場后受到豎直向上的電場力做勻減速運動，要使油滴恰好不落在B板上，油滴到達B板處的速度恰好為零，由動能定理和電場力做功公式W=Uq結合可求解A，B板間電壓．由于油滴做勻減速運動，可判斷出電場力方向，可判斷出極板電勢的高低．

解答：解：要使油滴不落在B板上，油滴進入電場后受到的電場力必須向上，而油滴帶負電，則A板電勢高．設A，B板間電壓至少為U時，油滴恰好不落在B板上，油滴到達B板處的速度恰好為零，對全過程運用由動能定理得：
mg（h₁+h₂）-qU=0
得：U=

mg(h1+h2)

q

代入解得：U=123.5V
答：要使油滴不落在B板上，A，B板間至少應加123.5V電壓，A板的電勢高．

點評：本題涉及高度和電勢差，首先想到的解題規律是動能定理，也可以運用牛頓第二定律和運動學公式結合研究．