Question

【題目】如圖所示，金屬板A、B水平放置，兩板中央有小孔S1、S2，A、B與直流電源連接。閉合開(kāi)關(guān)，從S1孔正上方O處由靜止釋放一帶電小球，小球剛好能到達(dá)S2孔，不計(jì)空氣阻力，要使此小球從O點(diǎn)由靜止釋放后穿過(guò)S2孔，應(yīng)(　　)

A. 僅上移A板適當(dāng)距離

B. 僅下移A板適當(dāng)距離

C. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，再上移A板適當(dāng)距離

D. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，再下移A板適當(dāng)距離

Answer 1

【答案】D

【解析】設(shè)質(zhì)點(diǎn)距離A板的高度h，A、B兩板原來(lái)的距離為d，電壓為U．質(zhì)點(diǎn)的電量為q。由題質(zhì)點(diǎn)到達(dá)b孔時(shí)速度恰為零，根據(jù)動(dòng)能定理得：mg（h+d）-qU=0…①
若保持S閉合，將A板適當(dāng)上移，設(shè)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)S2時(shí)速度為v，由動(dòng)能定理得：

mg（h+d）-qU=mv2…②
聯(lián)立①②解得：v=0，說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)到達(dá)S2孔時(shí)速度恰為零，然后返回，不能穿過(guò)S2孔。故A錯(cuò)誤；若保持S閉合，將A板適當(dāng)下移，設(shè)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)S2時(shí)速度為v′，由動(dòng)能定理得：
mg（h+d）-qU=mv′2 …③
聯(lián)立①③解得：v′=0，說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)到達(dá)S2孔時(shí)速度恰為零，然后返回，不能穿過(guò)S2孔。故B錯(cuò)誤；若斷開(kāi)S時(shí)，將A板適當(dāng)上移，板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，設(shè)A板上移距離為△d，質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)的深度為d′時(shí)速度為零。由動(dòng)能定理得mg（h-△d）-qEd′=0，又由原來(lái)情況有mg（h+d）-qEd=0．比較兩式得，d′＜d，說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)在到達(dá)S2孔之前，速度減為零，然后返回。故C錯(cuò)誤；若斷開(kāi)S，再將A板適當(dāng)下移，根據(jù)動(dòng)能定理可知，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)S2孔時(shí)速度沒(méi)有減為零，故能穿過(guò)S2孔。故D正確。故選D。