Question

14．如图所示，一平行板电容器的两极板与一电压恒定的电源相连，极板水平放置，极板间距为d，在下极板上叠放一厚度为l的金属板，其上部空间有一带正电粒子P静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P开始运动，重力加速度为g．则下列判断正确的是（　　）

• A． 上极板带正电
• B． 粒子开始向上运动
• C． 粒子运动的加速度大小为$\frac{d}{d-l}$g
• D． 粒子运动的加速度大小为$\frac{l}{d}$g

Answer 1

分析 金属板内部场强为零，有厚度为l的金属板，相当于平行板电容器的间距减小了l；粒子受重力和电场力，根据平衡条件和牛顿第二定律列式求解加速度．

解答 解：A、带正电粒子P静止在电容器中，粒子受重力和电场力，处于平衡状态，那么上极带负电，故A错误；
BCD、开始时平衡，有：
mg=q$\frac{U}{d-l}$ ①
当把金属板从电容器中快速抽出后，根据牛顿第二定律，有：
mg-q$\frac{U}{d}$=ma  ②
联立①②解得：
a=$\frac{l}{d}$g；
当抽出后，导致电场强度减小，则电场力减小，那么粒子向下运动，故BC错误，D正确；
故选：D．

点评 本题要记住平行板电容器内插入金属板，可以等效成极板间距减小了；然后结合共点力平衡条件和牛顿第二定律列式分析．