题目内容
如图所示,两平行板电容器的四块极板A、B、C、D平行放置.每块极板上开有一个孔,四个小孔M、N、P、Q的连线与极板垂直.一个电子以非常小的速度从小孔M进入A、B极板间,在被A、B极板间的电场加速后,从小孔P 进入C、D极板间,但未从小孔Q射出.则( )A.若将B板向右移动一小段距离,电子可能从小孔Q射出
B.若将A板向左移动一小段距离,电子可能从小孔Q射出
C.若将D板向左移动一小段距离,电子可能从小孔Q射出
D.若将C板向右移动一小段距离,电子可能从小孔Q射出
【答案】分析:电子在MN间运动时,电场力做正功,在PQ间运动时电场力做负功,总功为零.由题意,AB板的电量不变,改变板间距离时,板间场强不变.根据动能定理和电场力做功公式W=Uq列式进行分析.
解答:解:设AB间的电压为U,在PQ间P孔到电子速度为零处的电势差为U′,
由题意,电子进入C、D极板间,未从小孔Q射出,根据动能定理得:eU-eU′=0,①
则得 U′=U<UCD,②
要使电子能从Q孔射出,必须增大U或减小U′.
A、B若将B板向右移动一小段距离,或若将A板向左移动一小段距离,板间距离增大,因AB板所带电量不变,板间场强不变,电子在MN间运动时,板间电压U=Ed增大,电场力做功增大,电子获得的动能增大,可能从小孔Q射出.故AB正确.
C、D若将D板向左移动一小段距离,或将C板向右移动一小段距离,CD板间电压不变,①、②两式仍成立,粒子不能从Q孔射出.故CD错误.
故选AB
点评:本题关键要掌握电容器的一个重要推论:极板所带电量不变,正对面积不变,则场强不变,再结合动能定理进行分析.
解答:解:设AB间的电压为U,在PQ间P孔到电子速度为零处的电势差为U′,
由题意,电子进入C、D极板间,未从小孔Q射出,根据动能定理得:eU-eU′=0,①
则得 U′=U<UCD,②
要使电子能从Q孔射出,必须增大U或减小U′.
A、B若将B板向右移动一小段距离,或若将A板向左移动一小段距离,板间距离增大,因AB板所带电量不变,板间场强不变,电子在MN间运动时,板间电压U=Ed增大,电场力做功增大,电子获得的动能增大,可能从小孔Q射出.故AB正确.
C、D若将D板向左移动一小段距离,或将C板向右移动一小段距离,CD板间电压不变,①、②两式仍成立,粒子不能从Q孔射出.故CD错误.
故选AB
点评:本题关键要掌握电容器的一个重要推论:极板所带电量不变,正对面积不变,则场强不变,再结合动能定理进行分析.
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