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，兩板中央各有一個小孔a和b．在a孔正上方某處一帶電質(zhì)點由靜止開始下落，不計空氣阻力，該質(zhì)點到達(dá)b孔時速度恰為零，然后返回．現(xiàn)要使帶電質(zhì)點能穿出b孔，可行的方法是(　　)

A. 保持S閉合，將B板適當(dāng)下移

B. 保持S閉合，將A板適當(dāng)上移

C. 先斷開S，再將A板適當(dāng)上移

D. 先斷開S，再將B板適當(dāng)下移

Answer 1

【答案】A

【解析】

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(dá)b孔時速度恰為零，根據(jù)動能定理得mg（h+d）-qU=0。若保持S閉合，將B板適當(dāng)下移距離△d，由動能定理得mg（h+d+△d）-qU=mv2，則v＞0，質(zhì)點能穿過b孔。故A正確。若保持S閉合，將A板適當(dāng)上移，設(shè)質(zhì)點到達(dá)b時速度為v，由動能定理得mg（h+d）-qU=mv2，v=0，說明質(zhì)點到達(dá)b孔時速度恰為零，然后返回，不能穿過b孔。故B錯誤。若斷開S時，將A板適當(dāng)上移，板間電場強(qiáng)度不變，設(shè)A板上移距離為△d，質(zhì)點進(jìn)入電場的深度為d′時速度為零。由動能定理得mg（h-△d）-qEd′=0，又由原來情況有mg（h+d）-qEd=0．比較兩式得，d′＜d，說明質(zhì)點在到達(dá)b孔之前，速度減為零，然后返回。故C錯誤。若斷開S，再將B板適當(dāng)下移，根據(jù)動能定理，并由C選項分析可知，質(zhì)點在到達(dá)b孔之前，速度減為零，然后返回。故D錯誤。故選A。