题目内容

20.如图所示,平行板电容器PQ两板加一恒定电源,Q板上有两个小孔A、B.一带电粒子从小孔A 以一定的初速度射入平行板P 和Q 之间的真空区域,经偏转后打在Q 板上如图所示的位置.在其它条件不变的情况下要使该粒子能从Q 板上的小孔B 射出,下列操作中可能实现的是(不计粒子重力)(  )
A.保持开关S闭合,适当下移P极板B.保持开关S闭合,适当上移P极板
C.先断开开关S,再适当下移P极板D.先断开开关S,再适当上移P极板

分析 粒子受电场力向下,做类似斜抛运动,水平分运动是匀速直线运动,竖直分运动是类似竖直上抛运动,根据分运动公式列式分析即可.

解答 解:粒子做类似斜抛运动,水平分运动是匀速直线运动,要使该粒子能从 Q板上的小孔B射出,即要增加水平分位移,由于水平分速度不变,只能增加运动的时间;
A、加速度:a=$\frac{qE}{m}$=$\frac{qU}{md}$,保持开关S闭合,适当下移P极板,d减小,加速度增大,运动时间:t=$\frac{2{v}_{0y}}{a}$减小,不可能从小孔B射出,故A错误;
B、加速度:a=$\frac{qE}{m}$=$\frac{qU}{md}$,保持开关S闭合,适当上移P极板,d增大,加速度减小,运动时间:t=$\frac{2{v}_{0y}}{a}$增大,可能从小孔B射出,故B正确;
C、先断开开关S,再适当下移P极板,电荷的面密度不变,场强不变,故粒子加速度不变,运动轨迹不变,故C错误;
D、先断开开关S,再适当上移P极板,电荷的面密度不变,场强不变,故粒子加速度不变,运动轨迹不变,故D错误;
故选:B.

点评 本题关键是明确粒子的运动性质,然后结合类似斜抛运动的分运动规律列式分析,本题是一道基础题.

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