Question

2．如圖所示，一水平放置的平行板電容器其間距為d，兩極板分別與電池的兩極相連，上極板中央有一小孔，小孔對電場的影響可以忽略不計．開關閉合時，小孔正上方$\fracygwo0my{3}$處有一帶正電的粒子，粒子由靜止開始下落恰好能到達下極板但沒有與下極板接觸，下列說法正確的是（　�。�

• A． 保持開關閉合，若將下極板上移$\fracyiw0gsk{2}$，粒子將在距上級板$\fracciwoq4i{3}$處返回
• B． 保持開關閉合，若將下極板上移$\fracy4wm04a{2}$，粒子將在距上級板$\fraci4ewsm4{5}$處返回
• C． 斷開開關，若將下極板上移$\fracs084og4{5}$，粒子將能返回原處
• D． 斷開開關，若將上極板上移$\frac0gw4euk{5}$，粒子將能返回原處

Answer 1

分析 下極板未移動時，帶電粒子到達下極板處返回，知道重力做功與電場力做功之和為零，向上移動下極板，若運動到下極板，重力做功小于克服電場力做功，可知不可能運動到下極板返回，根據(jù)動能定理，結合電勢差大小與d的關系，求出粒子返回時的位置．

解答 解：A、B、對下極板未移動前，從靜止釋放到速度為零的過程運用動能定理得：$mg•\frac{4}{3}d-qU=0-0$．
若將下極板上移$\frac8mgwmas{2}$，設運動到距離上級板x處返回．
根據(jù)動能定理得：$mg•（\fracwew440m{3}+x）-q\frac{x}{（d-\frac{1}{2}d）}•U=0-0$
聯(lián)立兩式解得：x=$\fracoaqgsm4{5}$．故A錯誤，B正確；
C、開關斷開后，電量不變，移動極板電場E不變．下極板上移時，極板之間的電壓減小，粒子將打在板上．故C錯誤；
D、上級板上移時，移動極板電場E不變，板間電壓增大，粒子定能返回．故D正確．
故選：BD．

點評 該題考到了帶電粒子在電場中的運動、電容器、功能關系等知識點，是一道比較綜合的電學題，難度較大．這類題應該以運動和力為基礎，結合動能定理求解．