Question

【题目】如图所示，A、B为两块水平放置的金属板，通过闭合的开关S分别与电源两极相连，两板中央各有一个小孔a和b，在a孔正上方某处一带电质点由静止开始下落，不计空气阻力，该质点到达b孔时速度恰为零，然后返回，现要使带电质点能穿出b孔，可行的方法是（ ）

A. 先断开S，再将A适当上移

B. 先断开S，再将B适当下移

C. 保持S闭合，将A板适当上移

D. 保持S闭合，将B板适当下移

Answer 1

【答案】D

【解析】由题质点到达b孔时速度恰为零，根据动能定理得mg（h+d）-qU=0．若断开S，再将A板适当上移，电场强度不变，根据动能定理可知，从开始到达b点，克服电场力做功大于重力功，可知质点没有到达b孔速度为零，然后返回，不能穿过b孔．故A错误．若断开S时，将B板适当下移，板间电场强度不变，设B板下移距离为△d，质点进入电场的深度为d′时速度为零．由动能定理得mg（h+d′）-qEd′=0，又由原来情况有mg（h+d）-qEd=0．比较两式得，d′=d，说明质点不能穿出b孔，故B错误．若保持S闭合，将A板适当上移△d，由动能定理得mg（h+d）-qU=mv2，则v=0，说明质点到达b孔速度为零，然后返回，不能穿过b孔．故C错误．保持S闭合，将B板适当下移△d，由动能定理得mg（h+d+△d）-qU=mv2，则v＞0，知质点能够穿出b孔，故D正确．故选D．