Question

如圖所示，平行板電容器AB 兩極板水平放置，現(xiàn)將其和二極管串聯(lián)接在電源上，已知A 和電源正極相連，且E₁＜E₂，二極管具有單向?qū)щ娦�，�?dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)接1 時(shí)，一帶正電粒子沿AB 中心水平射入，打在B 極板上的N 點(diǎn)，不計(jì)粒子重力，為使粒子能打在N點(diǎn)右側(cè)，則下列措施可行的是（　�。�

• A、將單刀雙擲開(kāi)關(guān)接2
• B、將B 板下移一段距離
• C、在A 板下表面插入一很薄的金屬板
• D、將A 板上移一段距離

Answer 1

分析：帶電粒子水平射入電場(chǎng)中，做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合得到帶電粒子的豎直位移與水平位移的關(guān)系，分析電源的電動(dòng)勢(shì)變化時(shí)的情況．改變板間距離時(shí)，電容改變，由二極管的單向?qū)щ娦詣t知，只能給A充電而不能放電，使得Q只能增大或不變，不能減�。瓻=

4πkQ

?S

，Q不變時(shí)，改變d，E不變，所以E也只能增大或不變，即小球受的電場(chǎng)力只能增大或不變．再進(jìn)行綜合分析．

解答：解：A、設(shè)電源的電動(dòng)勢(shì)為E，電容器板間距離為d，帶電粒子的質(zhì)量和電量分別為m和q，則有：
豎直位移為：y=

1

2

at2
水平位移為：x=v₀t
聯(lián)立得：y=

qEx2

2md

1

v 2 0

粒子能打在N點(diǎn)右側(cè)時(shí)，y不變，x增大，其他量不變，則電源的電動(dòng)勢(shì)E必須減小，而E₁＜E₂，所以將單刀雙擲開(kāi)關(guān)接2時(shí)，粒子能打在N點(diǎn)左側(cè)．故A錯(cuò)誤．
B、將B板下移一段距離時(shí)，同理可知，板間場(chǎng)強(qiáng)E不變，帶電粒子所受的電場(chǎng)力大小不變，粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的加速度減小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng)，小球?qū)⒋蛟贜點(diǎn)的右側(cè)．故B正確．
C、在A板下表面插入一很薄的金屬板，AB間距d減小時(shí)，電容增大，則電量Q增大，根據(jù)E=

U

d

=

Q

Cd

，知E增大，所以電場(chǎng)力變大，小球做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向上的加速度增大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短，小球?qū)⒋蛟贜點(diǎn)的左側(cè)．故C錯(cuò)誤．
D、將A板上移一段距離，電容減小，而電容器所帶電量不變，根據(jù)推論：板間場(chǎng)強(qiáng)E=

4πkQ

?S

，場(chǎng)強(qiáng)E不變，帶電粒子所受的電場(chǎng)力大小不變，粒子小球仍然打在N點(diǎn)．故D錯(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握處理類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的方法，同時(shí)要掌握二極管的單向?qū)щ娦裕?/div>