Question

如圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距為d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一小孔M和N，今有一帶電質(zhì)點(diǎn)，自A板上方相距d的P點(diǎn)由靜止自由下落（P、M、N在同一直線上），空氣阻力忽略不計(jì)，到達(dá)N孔時(shí)速度恰好為零，然后沿原路返回，若保持兩極間的電壓不變，則（　�。�
①把A板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回．
②把A板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過(guò)N孔繼續(xù)下落．
③把B板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后仍能返回．
④把B板向下平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過(guò)N孔繼續(xù)下落．
以上判斷正確的是（　　）

• A、①②③④
• B、①②④
• C、②③④
• D、①③④

Answer 1

分析：一帶電質(zhì)點(diǎn)自A板上方相距為d的P點(diǎn)由靜止自由下落，空氣阻力不計(jì)，到達(dá)N孔時(shí)速度恰好為零，然后沿原路返回，根據(jù)動(dòng)能定理知，在此過(guò)程中重力做功與電場(chǎng)力做功大小相等．移動(dòng)上下極板，抓住兩板間的電勢(shì)差不變，通過(guò)動(dòng)能定理判斷帶電質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況．

解答：解：設(shè)AB間的電壓為U．
①由題設(shè)條件知，根據(jù)動(dòng)能定理得：mg?2d-qU=0，則知質(zhì)點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功等于重力做功的大�。�
把A板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落，根據(jù)動(dòng)能定理知，mg?2d-qU=0，小球到達(dá)N點(diǎn)速度為零然后返回．故①正確．
②將A板向下移動(dòng)一小段距離，根據(jù)動(dòng)能定理知，mg?2d-qU=0，小球到達(dá)N點(diǎn)速度為零然后返回．故②錯(cuò)誤．
③把B板向上平移一小段距離，h＜2d，重力做功減小，電場(chǎng)力做功不變，則根據(jù)動(dòng)能定理知，mgh-qU＜0，知小球未到達(dá)N點(diǎn)速度已減為零，然后返回．故③正確．
④把B板向下平移一小段距離后，根據(jù)動(dòng)能定理知，h＞2d，重力做功增大，電場(chǎng)力做功不變，mgh-qU＞0，知小球到達(dá)N點(diǎn)速度大于零，小球會(huì)穿過(guò)N孔繼續(xù)下落．故④正確．
故選：D．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于本題選擇全過(guò)程為研究過(guò)程，運(yùn)用動(dòng)能定理進(jìn)行求解比較方便，在運(yùn)用動(dòng)能定理時(shí)，抓住電勢(shì)差不變，電場(chǎng)力做功不變，比較電場(chǎng)力做功與重力做功的關(guān)系進(jìn)行分析．