Question

2．如圖所示，質(zhì)量為m=3×10^-6g的油滴帶有負電荷q=8.5×10^-11c，從離C缺口正上方的20cm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(yīng)加多大電壓？如果電壓減為原來的一半，落到下極板時油滴的動能為多大？

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(jié)合可求解A，B板間電壓，再次使用動能定理，即可求解動能．

解答 解：要使油滴不落在B板上，即使接近B板時速度為零．由動能定理有：
mg（h+d）-Uq=0
代入數(shù)據(jù)，解得：U=124V．
電壓減為原來的一半．U′=62V
由動能定理：mg（h+d）-U′q=E_k
代入數(shù)據(jù)解得：${E_K}=5.23×{10^{-9}}J$
答：若要使油滴不落在B板上，A，B板間至少應(yīng)加124V電壓，如果電壓減為原來的一半，落到下極板時油滴的動能為5.23×10^-9J．

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