Question

如圖所示，A、B為兩塊水平放置的正對平行金屬板，通過電鍵S分別與電源兩極相連，兩板中央各有一個小孔a和b．現閉合電鍵S，在a孔正上方某處有一帶電質點由靜止開始下落，若不計空氣阻力，該質點到達b孔時速度恰好為零，然后返回．現要使帶電質點能穿過b孔，則可行的方法是（　　）

A、保持S閉合，將A板適當上移

B、保持S閉合，將B板適當上移

C、先斷開S，再將B板適當上移

D、先斷開S，再將A板適當上移

Answer 1

分析：質點到達b孔時速度恰好為零，然后返回，根據動能定理知，質點再運到到b點的過程中，重力做功和電場力做功相等．本題通過AB兩端電勢差的變化，根據動能定理進行判斷．

解答：解：AB、保持S閉合，知AB兩端的電勢差不變，根據動能定理知，質點還是到達b點速度為零然后返回．故A、B錯誤．
C、斷開S，電量不變，將B板上移，d減小，根據C=

?s

4πkd

知，電容增大，則U=

Q

C

，知U減小，根據動能定理，運動到b重力做功大于電場力做功，b點速度不為零，將穿過b孔．故C正確．
D、斷開S，電量不變，將A板上移，d增大，根據C=

?s

4πkd

知，電容減小，則U=

Q

C

，知U增大，根據動能定理知，粒子還未到達b點，速度已減為零，然后返回．故D錯誤．
故選C．

點評：解決本題的關鍵知道電容器與電源始終相連，兩端的電勢差不變，與電源斷開，則電量保持不變．