Question

20．如圖所示，平行板電容器上、下極板距離為d，極板分別與電池兩極相連，上極板中心有一小孔（小孔對電場的影響可忽略不計）小孔正上方$\fracp9vv5xb5{2}$處的P點有一帶電粒子，該粒子從靜止開始下落，經過小孔進入電容器，并在下極板處（未與極板接觸）返回．若將下極板向上平移$\fracp9vv5xb5{3}$，則從粒子由P點由靜止開始下落，粒子將（　　）

• A． 打到下極板上
• B． 在下極板處返回
• C． 在距上極板$\frac{2d}{5}$處返回
• D． 在距上極板$\fracp9vv5xb5{2}$處返回

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：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：
$mg•\frac{3}{2}d-qU=0$，
將下極板向上平移$\fracp9vv5xb5{3}$，設運動到距離上級板x處返回．根據動能定理得：
$mg（\fracp9vv5xb5{2}+x）-q\frac{U}{\frac{2d}{3}}x=0$，
聯立兩式解得：x=$\frac{2}{5}d$．故C正確，ABD錯誤．
故選：C

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．