题目内容

如图所示,A、B是水平放置的平行板电容器的极板,重力可以忽略 不计的带电粒子以速度v0水平射入电场,且刚好沿下极板B的边缘以速率v飞出。若保持其中一个极板不动而把另一个极板移动一小段距离,粒子仍以相同的速度v0从原处飞入,则下列判断正确的是

A.若上极板A不动,下极板B上移,粒子仍沿下极板B的边缘以速率v飞出
B.若上极板A不动,下极板B上移,粒子将打在下板B上,速率小于v
C.若下极板B不动,上极板A上移,粒子将打在下板B上,速率小于v
D.若下极板B不动,上极板A上移,粒子仍沿下极板B的边缘以速率v飞出
B

试题分析:对于带电粒子以平行极板的速度从左侧中央飞入匀强电场,恰能从右侧擦极板边缘飞出电场这个过程,假设粒子的带电量e,质量为m,速度为v,极板的长度为L,极板的距离为d,电容器两极板电压为U,进入电容器的点与下极板的距离为a;由于粒子做类平抛运动,所以水平方向:L=vt,竖直方向:y==,刚好沿下极板B的边缘以速率飞出y=a;
若上极板A不动,下极板B上移,将电容器下板向上移动一段距离,电容器两极板电压U不变,距离d变小,y变大(y>a),所以不能沿下极板B的边缘以速率v飞出,而是粒子将打在下板B上,故A错;若上极板A不动,下极板B上移,电容器两极板电压U不变,距离d变小,进入电容器的点与上极板电压变大,到下极板电压变小,电场力做功变小,初动能相同,由动能定理,可知,打到B板上时的动能变小,也就是速率小于v,故B正确;若下极板B不动,上极板A上移,电容器两极板电压U不变,距离d变大,y减小(y<a),将不从B板边缘穿过电场,所以C、D错;
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