题目内容

如图M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板,质量为m电量为-q的带电粒子,以初速度V0由小孔进入电场,当M、N间电压为U时,粒子刚好能到达N板;如果要使这个带电粒子能够到达M、N两板间距的
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2
处返回,则下述方法能满足要求的是(  )
A.使初速度减半
B.使M、N间电压加倍
C.使M、N间电压提高4倍
D.使初速度和M、N间的电压都加倍

粒子刚好能达到B金属板时,根据动能定理得,-qU=0-
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2
mv02
,现在使带电粒子能到达MN板间距的
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2
处返回,则电场力做功等于-
qU
2

A、初速度减半,U不变,则带电粒子动能的变化Ek=0-
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2
m(
v0
2
)2=-
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8
mv02≠-
qU
2
.故A错误.
B、电压提高到原来的2倍,则带电粒子运动到MN板中点时电场力做功W=-
1
2
q(2U)=-qU
,与粒子的动能变化相等.故B正确.
C、电压提高到原来的4倍,则带电粒子运动到MN板中点时电场力做功W=-
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2
q(4U)=-2qU
,与粒子的动能变化不相等.故C错误.
D、初速度变为原来的2倍,电压变为原来的2倍,则运动到MN板间中点返回时,电场力做功为-qU,动能的变化量为原来的4倍,故D错误.
故选:B.
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