题目内容
【题目】如图所示,M、N是真空中的两块平行金属板,质量为m、电荷量为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,粒子恰好能到达N板,如果要使这个带电粒子到达M、N板间距的后返回,下列措施中能满足要求的是(不计重力)( )
A. 使初速度减为原来的
B. 使M、N间电压变成原来的
C. 使M、N间电压提高到原来的4倍
D. 使初速度和M、N间电压都减为原来的
【答案】D
【解析】
A.粒子刚好能达到B金属板时,根据动能定理得,qU=0,现在使带电粒子能到达MN板间距的
处返回,则电场力做功等于
.当初速度为
,U不变,则带电粒子动能的变化△Ek=0
=
,小于到达中点时电场力做的功,粒子无法到达。故A错误;
B. 电压变为原来的,则带电粒子运动到MN板中点时电场力做功W=
q(
)=
qU,小于粒子的初动能
,到达中点时,速度没有减到零。故B错误;
C. 电压变为原来的4倍,则带电粒子运动到MN板中点时电场力做功W=q(4U)=2 qU,大于粒子的初动能
,粒子无法到达中点。故C错误;
D. 使初速度和M、N间电压都减为原来的,则带电粒子运动到MN板中点时电场力做功W=
q(
)=
qU,带电粒子动能的变化△Ek=0
=
=
qU,故D正确。
故选:D.
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