A、B为两块水平放置的金属板,通过闭合的开关S分别与电源两极相连,两极中央各有一个小孔a和b,在a孔正上方某处一带电质点由静止开始下落,若不计空气阻力,该质点到

A、B为两块水平放置的金属板,通过闭合的开关S分别与电源两极相连,两极中央各有一个小孔a和b,在a孔正上方某处一带电质点由静止开始下落,若不计空气阻力,该质点到

题型:不详难度:来源:
A、B为两块水平放置的金属板,通过闭合的开关S分别与电源两极相连,两极中央各有一个小孔a和b,在a孔正上方某处一带电质点由静止开始下落,若不计空气阻力,该质点到达b孔时速度恰为零,然后返回.现要使带电质点能穿过b孔,则可行的方法是(  )
A.保持S闭合,将A板适当上移
B.保持S闭合,将B板适当下移
C.先断开S,再将A板适当上移
D.先断开S,再将B板适当上移
魔方格
答案
设质点距离A板的高度h,A、B两板原来的距离为d,电压为U.质点的电量为q.
A、由题质点到达b孔时速度恰为零,根据动能定理得mg(h+d)-qU=0.
若保持S闭合,将A板适当上移,设质点到达b时速度为v,由动能定理得mg(h+d)-qU=
1
2
mv2,v=0,说明质点到达b孔时速度恰为零,然后返回,不能穿过b孔.故A错误.
B、若保持S闭合,将B板适当下移距离△d,由动能定理得mg(h+d+△d)-qU=
1
2
mv2,则v>0,质点能穿过b孔.故B正确.
C、若断开S时,将A板适当上移,板间电场强度不变,设A板上移距离为△d,质点进入电场的深度为d′时速度为零.
由动能定理得mg(h-△d)-qEd′=0,又由原来情况有mg(h+d)-qEd=0.比较两式得,d′<d,说明质点在到达b孔之前,速度减为零,然后返回.故C错误.
D、若断开S,再将B板适当上移,根据动能定理可知,质点到达b孔时速度没有减为零,故能穿过b孔.故D正确.
故选BD.
举一反三
如图甲所示,M、N为水平放置的平行板电容器的两个极板,两极板间距d=0.1m,两极板间的电压U=12.5V,O为上极板中心的小孔.以O为坐标原点,在y=0和y=2m之间有沿着x轴方向的匀强电场,PQ为电场区域的上边界,在x轴方向范围足够大.电场强度的变化如图乙所示,取x轴正方向为电场正方向.现有一个带负电的粒子,在t=0时刻从紧靠下极板中心O′,处无初速释放,经过小孔O进入交变电场中.粒子的比荷
q
m
=1×102C/kg
,不计粒子重力,求粒子:
(1)进入交变电场时的速度;
(2)在8×10-3s末的位置坐标;
(3)离开交变电场时的速度大小和方向.

魔方格
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如图所示为研究决定平行板电容器电容大小因素的实验装置.两块相互靠近的等大正对的平行金属板M、N组成电容器,板N固定在绝缘座上并与静电计中心杆相接,板M和静电计的金属壳都接地,板M上装有绝缘手柄,可以执手柄控制板M的位置.在两板相距一定距离时,给电容器充电,静电计指针张开一定角度.在整个实验过程中,保持电容器所带电荷量不变,对此实验过程的描述正确的是(  )
A.只将板M从图示位置稍向左平移,静电计指针张角变大
B.只将板M从图示位置沿垂直纸面向外的方向稍微平移,静电计指针张角变大
C.只将板M从图示位置稍向上平移,静电计指针张角减小
D.只在M、N之间插入云母板,静电计指针张角变大
魔方格
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平行板电容器所带量Q=4×l0-8C,它的两极板之间电压U=2v,则该电容器的电容为______μF;如果两板电量各减少一半,则两板间电势差变为______V,两板间的电场强度将变为原来的______.
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如图,平行板电容器接在稳压电源上,有一带电液滴在两板之间正好处于静止状态,当减小两板之间的距离时,将发生的现象是(  )
A.带电液滴向下加速运动
B.带电液滴向上加速运动
C.通过电流表G中的电流方向为从a流向b
D.通过电流表G中的电流方向为从b流向a
魔方格
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如图所示,平行板电容器的A板带正电,与静电计上的金属球相连;平行板电容器的B板和静电计的外壳均接地.此时静电计指针张开某一角度,则以下说法中正确的是(  )
A.B板向左平移,静电计指针张角变大
B.B板向上平移,静电计指针张角变大
C.在两板间插入介质板,静电计指针张角变大
D.在两板间插入金属板,(金属板与A、B板不接触)静电计指针张角变大
魔方格
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