题目内容
【题目】如图所示,A、B为平行放置的两块金属板,相距为d,且带有等量的异种电荷并保持不变,两板的中央各有小孔M和N.今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止自由下落,P、M、N在同一竖直线上,质点下落到达N孔时速度恰好为零,然后沿原路返回,空气阻力不计.则 ( )
A. 把A板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍然到达N孔时返回
B. 把A板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
C. 把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍然到达N孔时返回
D. 把B板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
【答案】B
【解析】
质点下落到达N孔时速度恰好为零,根据动能定理可得
……①
则极板间的电场强度:
根据公式,和可得,
……②
即当电荷量不变时,上下移动极板,极板间的电场强度不变。则质点在到达M点前自由落体运动,在极板间做加速度为g的减速运动。
A.把A板向上平移一小段距离,到A板速度小于,则在极板间向下运动的距离小于d,即质点没到达N孔就返回了,AC错误;
B.把A板向下平移一小段距离,到A板速度大于,则在极板间向下运动的距离d时仍具有向下的速度,所以质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落,B正确;
CD.移动B板,质点到A板速度等于,B板向上平移一小段距离时,减速位移小于d,到达则N孔仍具有向下的速度,会穿过N孔继续下落。B板向下平移一小段距离时,质点只能向下移动d,则质点没到达N孔就返回了,故CD错误。
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