Question

14．如图，水平正对放置的两块足够大的矩形金属板，分别与一恒压直流电源（图中未画出）的两极相连，M、N是两极板的中心．若把一带电微粒在两板之间a点从静止释放，微粒将恰好保持静止．现将两板绕过M、N且垂直于纸面的轴逆时针旋转一个小角度θ后，再由a点从静止释放一这样的微粒，该微粒将（　　）

• A． 仍然保持静止
• B． 靠近电势较低的电极板
• C． 以a=g（1-cosθ）的竖直加速度加速（g表示重力加速度）
• D． 以a=gtanθ的水平加速度加速（g表示重力加速度）

Answer 1

分析 开始时刻微粒保持静止，受重力和电场力而平衡；将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转小角度θ，电容器带电量不变，间距变小，故电场强度的大小变大，电场力的大小也变大，但可根据平行四边形定则，去确定电场力竖直方向分力与重力的关系，从确定微粒的运动即可．

解答 解：在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，微粒受重力和电场力平衡，故电场力大小F=mg，方向竖直向上；
将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转小角度θ，电场强度方向逆时针旋转小角度θ，故电场力方向也逆时针旋转小角度θ，如图所示：
qE′=q$\frac{U}{d′}$=q$\frac{U}{dcosθ}$，将电场力沿着竖直方向与水平方向分解，则竖直方向分力大小qE′cosθ=qE=mg；
故重力和电场力的合力方向水平向右，大小为a=gtanθ，微粒将向右做匀加速运动；故ABC错误，D正确；
故选：D．

点评 本题关键是对微利受力分析后结合牛顿第二定律分析，注意本题中电容器的两板绕过a点的轴逆时针旋转，板间场强大小变化，但竖直方向分力仍与重力相等，是解题的突破口．