Question

【題目】如圖所示，金屬板A、B水平放置，兩板中央有小孔S1、S2，A、B與直流電源連接。閉合開關，從S1孔正上方O處由靜止釋放一帶電小球，小球剛好能到達S2孔，不計空氣阻力，要使此小球從O點由靜止釋放后穿過S2孔，應(　　)

A. 僅上移A板適當距離

B. 僅下移A板適當距離

C. 斷開開關，再上移A板適當距離

D. 斷開開關，再下移A板適當距離

Answer 1

【答案】D

【解析】設質點距離A板的高度h，A、B兩板原來的距離為d，電壓為U．質點的電量為q。由題質點到達b孔時速度恰為零，根據動能定理得：mg（h+d）-qU=0…①
若保持S閉合，將A板適當上移，設質點到達S2時速度為v，由動能定理得：

mg（h+d）-qU=mv2…②
聯立①②解得：v=0，說明質點到達S2孔時速度恰為零，然后返回，不能穿過S2孔。故A錯誤；若保持S閉合，將A板適當下移，設質點到達S2時速度為v′，由動能定理得：
mg（h+d）-qU=mv′2 …③
聯立①③解得：v′=0，說明質點到達S2孔時速度恰為零，然后返回，不能穿過S2孔。故B錯誤；若斷開S時，將A板適當上移，板間電場強度不變，設A板上移距離為△d，質點進入電場的深度為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，說明質點在到達S2孔之前，速度減為零，然后返回。故C錯誤；若斷開S，再將A板適當下移，根據動能定理可知，質點到達S2孔時速度沒有減為零，故能穿過S2孔。故D正確。故選D。