Question

16．如图所示，A、B为水平放置平行正对金属板，在板中央分别有一小孔M、N，D为理想二极管，R为滑动变阻器．闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方的P点由静止释放，小球恰好能运动至小孔N处．下列说法正确的是（　　）

• A． 若仅将A板上移，带电小球仍将恰好运动至小孔N处
• B． 若仅将B板上移，带电小球将从小孔N穿出
• C． 若仅将R的滑片上移，带电小球将无法运动至N处
• D． 若仅断开开关S，带电小球将从小孔N穿出

Answer 1

分析 由题小球恰好能穿过小孔N，小球到达小孔N时速度恰好为零，此过程小球的重力做功等于克服电场力做功．二极管的作用可以阻止电容器上的电量流出．开关S闭合时，可以充电不能放电．开关S断开，板间场强不变，小球下落与原来同样的高度时，速度为零．

解答 解：A、若仅将A板上移，根据公式C=$\frac{εS}{4πkd}$，电容减小；由于二极管的作用可以阻止电容器上的电量流出，故电量不变，根据C=$\frac{Q}{U}$，U=Ed，得到：E=$\frac{4πkQ}{εS}$，故场强不变；故到达小孔N时，重力做功小于电场力做功，可知未达到小孔N时速度已经减为零返回了；故A错误；
B、若仅将B板上移，根据公式C=$\frac{εS}{4πkd}$，电容增加，电容器要充电；由于电压U一定，根据U=Ed，电场强度增加；
故到达小孔N时，重力做功小于电场力做功，可知未达到小孔N时速度已经减为零返回了；故B错误；
C、将滑动变阻器的滑片上移，分压增加，故电容器的电压增加，故如果能到达小孔N，重力做功小于电场力做功，可知未达到小孔N时速度已经减为零返回了；故C正确；
D、断开开关S，场强不变，故小球恰好能运动至小孔N处，故D错误；
故选：C．

点评 本题应用动能定理分析小球的运动情况．根据动能定理：当总功为正值时，动能增加；当总功为负值时，动能减小．在分析物体的运动情况时经常用到．