Question

3．如圖所示，邊長(zhǎng)為10cm的正方形平行板電容器與電源連接，兩板間距離d=10cm，一個(gè)帶電微粒P位于兩板正中間，恰能平衡，現(xiàn)用外力將P固定住，并讓兩板繞導(dǎo)線(xiàn)與極板的連接點(diǎn)MN轉(zhuǎn)過(guò)30°角，到圖中虛線(xiàn)位置，然后撤去外力，則（　�。�

• A． 若極板轉(zhuǎn)動(dòng)前開(kāi)關(guān)閉合，粒子將向右下方運(yùn)動(dòng)
• B． 若極板轉(zhuǎn)動(dòng)前開(kāi)關(guān)閉合，粒子將水平向右運(yùn)動(dòng)
• C． 若極板轉(zhuǎn)動(dòng)前開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，粒子將向右上方運(yùn)動(dòng)
• D． 若極板轉(zhuǎn)動(dòng)前開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，粒子將水平向右運(yùn)動(dòng)

Answer 1

分析 解決本題的關(guān)鍵是根據(jù)圖找出旋轉(zhuǎn)前與旋轉(zhuǎn)后兩板間距離的關(guān)系d′=dcosθ，然后利用E=$\frac{U}afxc2xd$、F=qE來(lái)討論．

解答 解：A、開(kāi)始時(shí)，電場(chǎng)力與重力大小相等，方向相反，所以：$\frac{qU}8qxb2ta=mg$；
閉合開(kāi)時(shí)，電容器電壓不變，兩板之間的距離為：d′=dcosθ=$\frac{\sqrt{3}}{2}d$，此時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度：$E=\frac{U}{d•cosθ}$，電場(chǎng)力在豎直方向的分力為$\frac{qU}{d•cosθ}•cosθ=\frac{qU}xt7t7va=mg$，剛好與重力平衡，所以粒子將水平向右運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；
C、極板轉(zhuǎn)動(dòng)30°角后，兩極板之間的正對(duì)面積：$S′=\frac{1}{2}S$，如圖：

開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電容器電荷量Q不變，而此時(shí)的電容$C′=\frac{?S′}{4πkd′}$=$\frac{?•\frac{1}{2}S}{4πk•\frac{\sqrt{3}}{2}d}$=$C′=\frac{?S}{4\sqrt{3}πkd}$＜C；可知電容器的電容減小，由$U=\frac{Q}{C}$知，電壓增大，所以電場(chǎng)力豎直方向的分力大于重力，故粒子將向右上方運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤；
故選：BC

點(diǎn)評(píng) 該題考查帶電粒子在混合場(chǎng)中的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，注意E=$\frac{U}6bml6lo$中d的含義是兩點(diǎn)間等勢(shì)面間的距離，S是兩個(gè)極板之間的正對(duì)面積，再就是正確進(jìn)行受力分析．