题目内容

如图,A、B为水平放置的平行金属板,两板相距为d,分别与电源两极相连。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点由静止开始自由下落(P、M、N在同一竖直线上),空气阻力不计,到达N孔时速度恰好为零,然后沿原路径返回。若保持两极板间电压不变,则

   

A.若把A板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回

B.若把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.若把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回

D.若把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

ACD

解析:带电质点在下落的过程中,由P到M只受重力作用,而由M到N受到重力和电场力的共同作用。对运动的全过程应用动能定理,得:

当改变A、B板间距离时,由于板间电压不变,故带电质点若能完成在板间的运动,电场力对其做功将不变。

若把A板向上平移一小段距离,假设带电质点仍能达到N孔,则

  仍然成立,即达到N孔时速度恰好为零,然后返回。

若把A板向下平移一小段距离,同上述分析,结果相同,故穿过N孔继续下落是错误的。

若把B板向上平移一小段距离,假设带电质点仍能达到N孔,则电场力做功不变,而重力做功将变小,即,也就是说,在带电质点未到达N孔之前速度已经变为零,然后返回。

若把B板向下平移一小段距离,假设带电质点仍能达到N孔,则电场力做功不变,而重力做功将变大,即,也就是说,在带电质点到达N孔时,速度尚未减到零,于是将穿过N孔继续下落。

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