题目内容
4.一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d,极板分别与电池两极相连,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计).小孔正上方$\frac{d}{2}$处的P点有一带电粒子,该粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回.若将下极板向上平移$\frac{d}{4}$,则从P点开始下落的相同粒子将( )A. | 打到下极板上 | B. | 在下极板处返回 | ||
C. | 在距上极板$\frac{2}{5}$d处返回 | D. | 在距上极板$\frac{d}{2}$处返回 |
分析 分别研究两种情况:一是下极板未移动时,带电粒子到达下极板处返回,知道重力做功与电场力做功之和为零;二是向上移动下极板,若运动到下极板,重力做功小于克服电场力做功,可知不可能运动到下极板返回,根据动能定理,结合电势差大小与d的关系,求出粒子返回时的位置.
解答 解:对下极板未移动前,从静止释放到速度为零的过程,运用动能定理得,
mg•$\frac{3}{2}$d-qU=0.
将下极板向上平移$\frac{d}{4}$,设运动到距离上极板x处返回.
根据动能定理得:
mg•($\frac{d}{2}$+x)-q$\frac{U}{\frac{3d}{4}}$x=0
联立两式解得x=$\frac{1}{2}$d.即粒子将在距上极板$\frac{d}{2}$处返回,故D正确,A、B、C错误.
故选:D.
点评 该题考到了带电粒子在电场中的运动、电容器、功能关系等知识点,是一道比较综合的电学题,难度较大.这类题应该以运动和力为基础,结合动能定理求解.
练习册系列答案
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6.下列说法正确的是( )
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B. | 电线对电灯的拉力和电灯对电线的拉力 | |
C. | 电线对电灯的拉力和天花板对电线的拉力 | |
D. | 电灯受到的重力和电灯对电线的拉力 |
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C. | fA=fB | D. | 条件不足,无法判断 |
14.关于向心力和向心加速度的说法中,错误的是( )
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C. | 因向心加速度指向圆心,且与线速度方向垂直,所以它不能改变线速度的大小 | |
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