Đáp án:

a. Bản dương nằm ở dưới.

b. Giọt thủy ngân sẽ chuyển động về phía bản dương sau khi hiệu điện thế giữa hai bản là `0,5U`

Vận tốc khi giọt thủy ngân chạm vào bản dương là `v = 1\text{m/s}`

Giải thích các bước giải:

`d = 10cm = 0,1m`
a. Vì giọt thủy ngân nằm lơ lửng nên theo định luật II Newton thì hợp lực tác dụng lên giọt thủy ngân:
`\vec{F_đ} + \vecP = \vec0`
`<=> \vec{F_đ} = -\vecP`
`=> \vec{F_đ}` ngược chiều với `\vecP`
Mà `\vecP` có phương thẳng đứng, chiều từ trên hướng xuống nên `\vec{F_đ}` có phương thẳng đứng, chiều từ dưới hướng lên
Ta có: `\vecE = \vecF/q`
Vì giọt thủy ngân `Hg^{2+}` mang điện tích dương nên `\vecF` cùng chiều `\vecE`
Mà `\vecE` có chiều hướng từ bản dương đến bản âm và có chiều từ dưới hướng lên nên bản dương nằm ở dưới và bản âm nằm ở trên.
b. Ta có: `U = Ed = F/{|q|}.d`
`=> U` tỉ lệ thuận với `F`
Khi `U` giảm `2` lần hay giảm còn một nửa thì `F` cũng giảm còn một nửa
`=> F' = 0,5F`
Mà ban đầu `\vec{F_đ} + \vecP = \vec0` nên khi `F` giảm thì giọt thủy ngân sẽ có cùng hướng với `\vecP` và chuyển động hướng xuống.
Khi đó giọt thủy ngân chuyển động về phía bản dương
Ta có: `\vec{F_đ} = -\vecP`
`=> F_đ = P`
`<=> |q|E = mg`
`<=> |q|Ud = mg`
Khi đó giọt thủy ngân chuyển động về phía bản dương
Chọn chiều dương hướng xuống, khi đó theo định luật II Newton thì hợp lực tác dụng lên giọt thủy ngân lúc này là:
`\vec{F_đ'} + \vecP = m\veca`
Chiếu lên chiều dương:
`-F' + P = ma`
`<=> -|q| . U/2 . d + mg = ma`
`<=> -1/2 |q|Ud + mg = ma \ (1)` 
Thay `|q|Ud = mg` vào `(1)`
`=> -1/2 mg + mg = ma`
`<=> 1/2 g = a`
`<=> a = 1/2 . 10 = 5 (\text{m/}s^2)`
Vận tốc của giọt thủy ngân khi chạm vào bản dương:
Ta có: `v^2 - v_0^2 = 2a.d`
`<=> v = \sqrt{v_0^2 + 2ad} = \sqrt{0^2 + 2.5.0,1}=1(\text{m/s})`