Question

20．如图所示，平行板电容器AB两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球从AB间的某一固定点水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A板来改变两极板AB间距（两极板始终水平），则下列说法正确的是（　　）

• A． 当AB间距增大时，若小球带正电，小球可能打在N点的右侧
• B． 当AB间距增大时，若小球带负电，小球可能打在N点的左侧
• C． 当AB间距减小时，若小球带正电，小球可能打在N点的右侧
• D． 当AB间距减小时，若小球带负电，小球可能打在N点的右侧

Answer 1

分析 因为二极管的单向导电性，只能给A充电而不能放电，使得Q只能增大或不变，不能减小．根据U=$\frac{Q}{C}$，C=$\frac{?S}{4πkd}$，E=$\frac{U}{d}$=$\frac{Q}{cd}$=$\frac{4πkQ}{?S}$，Q不变时，改变d，E不变，所以E也只能增大或不变，即小球受的电场力只能增大或不变．

解答 解：A、当AB间距d增大时，若小球带正电，电容减小，但Q不可能减小，所以Q不变，根据E=$\frac{U}{d}$=$\frac{Q}{cd}$=$\frac{4πkQ}{?S}$，E不变所以电场力不变，小球仍然打在N点．故A错误．
B、当AB间距增大时，若小球带负电，电容减小，但Q不可能减小，所以Q不变，根据E=$\frac{U}{d}$=$\frac{Q}{cd}$=$\frac{4πkQ}{?S}$，E不变所以电场力大小不变，小球做类平抛运动竖直方向上的加速度不变，运动时间不变，小球仍落在N点，故B错误；
C、若小球带正电，当d减小时，电容增大，Q增大，根据E=$\frac{U}{d}$=$\frac{Q}{cd}$=$\frac{4πkQ}{?S}$，所以d减小时E增大，所以电场力变大向下，小球做平抛运动竖直方向加速度增大，运动时间变短，打在N点左侧．故C错误；
D、若小球带负电，当AB间距d减小时，电容增大，则Q增大，根据E=$\frac{U}{d}$=$\frac{Q}{cd}$=$\frac{4πkQ}{?S}$，所以d减小时E增大，所以电场力变大向上，若电场力小于重力，小球做类平抛运动竖直方向上的加速度减小，运动时间变长，小球将打在N点的右侧．故D正确；
故选：D

点评 解决本题的关键掌握处理类平抛运动的方法．以及知道二极管的单向导电性．