题目内容

【题目】如图所示,A、B为两块水平放置的金属板,通过闭合的开关S分别与电源两极相连,两极中央各有一个小孔ab,在a孔正上方某处放一带电质点由静止开始下落,若不计空气阻力,该质点到达b孔时速度恰为零,然后返回现要使带电质点能穿过b孔,则可行的方法是

A保持S闭合,将A板适当上移

B保持S闭合,将B板适当下移

C先断开S,再将A板适当上移

D先断开S,再将B板适当下移

【答案】B

【解析】

试题分析:设质点距离A板的高度h,A、B两板原来的距离为d,电压为U质点的电量为q由题质点到达b孔时速度恰为零,根据动能定理得mgh+d-qU=0若保持S闭合,将A板适当上移,设质点到达b时速度为v,由动能定理得mgh+d-qU=mv2,v=0,说明质点到达b孔时速度恰为零,然后返回,不能穿过b孔故A错误若保持S闭合,将B板适当下移距离△d,由动能定理得mgh+d+△d-qU=mv2,则v>0,质点能穿过b孔故B正确若断开S时,将A板适当上移,板间电场强度不变,设A板上移距离为△d,质点进入电场的深度为d′时速度为零

由动能定理得mgh-△d+d′-qEd′=0,又由原来情况有mgh+d-qEd=0比较两式得,d′<d,说明质点在到达b孔之前,速度减为零,然后返回故C错误若断开S,再将B板适当下移,根据动能定理可知,质点到达b孔原来的位置速度减为零,然后返回,不能到达b孔故D错误故选B

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