Question

2．如图所示，质量为m=3×10^-6g的油滴带有负电荷q=8.5×10^-11c，从离C缺口正上方的20cm的D处静止自由落下．若要使油滴不落在B板上，A，B板间至少应加多大电压？如果电压减为原来的一半，落到下极板时油滴的动能为多大？

Answer 1

分析 分析带电油滴的运动情况：油滴先做自由落体运动，进入电场后受到竖直向上的电场力做匀减速运动，要使油滴恰好不落在B板上，油滴到达B板处的速度恰好为零，由动能定理和电场力做功公式W=Uq结合可求解A，B板间电压，再次使用动能定理，即可求解动能．

解答 解：要使油滴不落在B板上，即使接近B板时速度为零．由动能定理有：
mg（h+d）-Uq=0
代入数据，解得：U=124V．
电压减为原来的一半．U′=62V
由动能定理：mg（h+d）-U′q=E_k
代入数据解得：${E_K}=5.23×{10^{-9}}J$
答：若要使油滴不落在B板上，A，B板间至少应加124V电压，如果电压减为原来的一半，落到下极板时油滴的动能为5.23×10^-9J．

点评 本题涉及高度和电势差，首先想到的解题规律是动能定理，也可以运用牛顿第二定律和运动学公式结合研究．