Question

【題目】如圖所示，A、B為兩塊水平放置的金屬板，通過閉合的開關(guān)S分別與電源兩極相連，兩極中央各有一個小孔a和b，在a孔正上方某處放一帶電質(zhì)點由靜止開始下落，若不計空氣阻力，該質(zhì)點到達b孔時速度恰為零，然后返回�，F(xiàn)要使帶電質(zhì)點能穿過b孔，則可行的方法是 (　　)

A. 保持S閉合，將A板適當(dāng)上移

B. 保持S閉合，將B板適當(dāng)下移

C. 先斷開S，再將A板適當(dāng)下移

D. 先斷開S，再將B板適當(dāng)上移

Answer 1

【答案】BC

【解析】試題分析：由題質(zhì)點到達b孔時速度恰為零，根據(jù)動能定理列式．若保持S閉合時，將A板適當(dāng)上移，重力做功和電場做功沒有變化，質(zhì)點恰好到達b孔速度為零，不能穿過b孔；將B板適當(dāng)下移，重力做功大于電場力做功，質(zhì)點到達b孔的速度大于零，能穿過b孔．若斷開S時，將A板或B板適當(dāng)移動，根據(jù)動能定理分析研究．

設(shè)質(zhì)點距離A板的高度h，A、B兩板原來的距離為d，電壓為U．質(zhì)點的電量為q．由題質(zhì)點到達b孔時速度恰為零，根據(jù)動能定理得．若保持S閉合，將A板適當(dāng)上移，設(shè)質(zhì)點到達b時速度為v，由動能定理得，說明質(zhì)點到達b孔時速度恰為零，然后返回，不能穿過b孔，A錯誤；若保持S閉合，將B板適當(dāng)下移距離，由動能定理得，則v＞0，質(zhì)點能穿過b孔，B正確； 若斷開S時，將A板適當(dāng)下移，板間電場強度不變，設(shè)A板下移距離為，質(zhì)點進入電場的深度為d′時速度為零．由動能定理得，又由原來情況有．比較兩式得， ，說明質(zhì)點點能穿出b孔，故C正確；若斷開S，再將B板適當(dāng)上移，根據(jù)動能定理： ，因U的減小，則d′＜d，可知，那么質(zhì)點沒到達b孔時速度減為零，故不能穿過b孔，D錯誤．