Question

【題目】如圖所示，一充電后的平行板電容器的兩極板水平放置，板長(zhǎng)為L，板間距離為d，距板右端L處有一豎直屏M。一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以初速度v0沿中線射入兩板間，最后垂直打在M上，則下列結(jié)論正確的是（已知重力加速度為g）（ ）

A. 板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

B. 兩極板間電壓為

C. 整個(gè)過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)的重力勢(shì)能增加

D. 若僅增大兩極板間距，則該質(zhì)點(diǎn)不可能垂直打在M上

Answer 1

【答案】AC

【解析】試題分析：根據(jù)題意，小球最后垂直打在M屏上，必須考慮質(zhì)點(diǎn)的重力．小球在平行金屬板間軌跡應(yīng)向上偏轉(zhuǎn)，飛出電場(chǎng)后，小球的加速度向下，最后才能最后垂直打在M屏上，根據(jù)對(duì)稱性可明確加速度關(guān)系，從而根據(jù)動(dòng)力學(xué)規(guī)律即可明確板間電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差，根據(jù)功能關(guān)系可分析重力勢(shì)能的增加量；同時(shí)明確電量不變只改變板間距離時(shí)，兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變．

據(jù)題分析可知，小球在平行金屬板間軌跡應(yīng)向上偏轉(zhuǎn)，做類平拋運(yùn)動(dòng)，飛出電場(chǎng)后，小球的軌跡向下偏轉(zhuǎn)，才能最后垂直打在M屏上，前后過(guò)程質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡有對(duì)稱性，如圖，可見(jiàn)兩次偏轉(zhuǎn)的加速度大小相等，根據(jù)牛頓第二定律得，得到，A正確；由可知，板間電勢(shì)差，B錯(cuò)誤；小球在電場(chǎng)中向上偏轉(zhuǎn)的距離，而，解得，故小球打在屏上的位置與P點(diǎn)的距離為，重力勢(shì)能的增加量，C正確；僅增大兩板間的距離，因兩板上電量不變，根據(jù)可知，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，小球在電場(chǎng)中受力情況不變，則運(yùn)動(dòng)情況不變，故仍垂直打在屏上，D錯(cuò)誤．