Question

【題目】如圖所示，平行板電容器水平放置，電源通過二極管給電容充電，上、下極板正中有一小孔，質量為m，電荷量為+q的小球從小孔正上方高h處由靜止開始下落，穿過小孔到達下極板小孔處速度恰為零（空氣阻力忽略不計，極板間電場可視為勻強電場）（　�。�

A. 若將上極板稍向上移動，則小球到達下極板小孔處速度恰為零

B. 若將上極板稍向下移動，則小球到達下極板小孔處速度恰為零

C. 若將下極板稍向上移動，則小球到達下極板小孔前速度就已為零

D. 若將上極板稍向下移動，則小球到達下極板小孔處速度仍不為零

Answer 1

【答案】B

【解析】若將上級板稍向上移動，電容器的電容減小，而電壓不變，由Q=CU知，電容器的帶電量要減少，但由于二極管有單向導電，電容器不能放電，所以電容器的帶電量不變，根據推論可知，電容器板間場強不變，則小球所受的電場力不變，重力也不變，則小球的運動情況不變，因此，小球到達下極板小孔前速度就為零了，故A錯誤．若將上級板稍向下移動，電容器的電容增大，電壓不變，由Q=CU知，電容器的帶電量要增大，電容器充電．由于電容器板間電壓不變，則小球到達下極板處時重力和電場力做功不變，由動能定理可知，小球到達下極板小孔處速度仍為零，故B正確．若將下級板稍向上移動，由上分析可知，電容器板間場強不變，小球的運動情況不變，小球到達下極板小孔處仍有向下的速度，故C錯誤．若將下級板稍向下移動，電容器板間電壓不變，則小球到達下極板小孔處時，電場力做功不變，而重力做功增大，由動能定理可知，小球到達下極板小孔處仍有向下的速度，故D錯誤．故選B.