题目内容

如图所示,相距为d的两块平行金属板M、N与电源相连,电键S闭合后,MN间有匀强电场,一个带电粒子,垂直于电场方向从M板边缘射入电场,恰好打在N板中央.若不计重力,下列说法正确的是( )

A.若将N板向下移动d,可使粒子刚好飞出电场
B.若将N板向下移动2d,可使粒子刚好飞出电场
C.若S打开,为使粒子刚好飞出电场,可将N板向下移动d
D.若S打开,为使粒子刚好飞出电场,可将N板向下移动3d
【答案】分析:带电粒子在电场中做类平抛运动,将N板向下移动d时,根据牛顿第二定律和运动学公式求出带电粒子的水平位移,判断粒子能否刚好飞出电场.若S打开,电容器电量不变,根据推论可知,板间场强不变.再运用运动分解法,根据牛顿第二定律和运动学公式,确定粒子能否刚好飞出电场.
解答:解:设极板的长度为l,带电粒子的初速度为v,电源两端的电压为U.
A、将N板向下移前:d==①
   将N板向下移动d后:设带电粒子的水平位移大小为s,则有
                 2d==②
由①②联立得到,s=2l,则使粒子刚好飞出电场.故A正确.
B、若将N板向下移动2d,则有
    3d=③
由①③得s=3l,说明粒子不是刚好飞出电场.故B错误.
C、D若S打开,电容器板间场强不变,则带电粒子的加速度大小不变,粒子刚好飞出电场时水平位移大小为l,设竖直位移大小为y,则有
   y=④
由①④得,y=4d,则将N板向下移动3d.故C错误,D正确.
故选AD
点评:本题带电粒子在电场中做类平抛运动,采用比例法研究两种相似的情况.此题中用到一个重要推论:电容器的正对面积不变,改变板间距离时,板间场强不变.
练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网