一到高中电学物理题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/05 07:38:53
平行板电容器水平放置,一带正电小球以初速度V0从B板与极板垂直射入电场中,小球仅受电场力作用,如图所示,当开关K闭合时,小球恰能碰到A板,下面说法中不能使小球碰到A板的是

A,断开K,减小板间距离
B,断开K,增大板间距离
C,闭合K,增大板间距离
D,闭合K,减小板间距离

这个题答案选B,为什么选B,其他答案为什么错了?

首先分析题意,小球受到电场斥力的作用,也就是电场对小球做负功W=qU,q为小球所带的电荷量,U为两极板间的电压。并且有动能定理知W等于小球的初动能。
平行板电容器两极板间的电压U=Qd/kS(Q为极板上所带的电荷量,d为两级板间的距离,k为真空介电常数,本来是用一个希腊字母表示的,我打不出那个字母就用k代替了,S为两级板的面积)
A、断开k后两级板上的电荷量不再变化,由公式知d变小U也变小,则电场力做的负功小于小球的初动能,故小球能碰到A板。
B、同上分析,d变大U也变大,则电场力做的负功小于小球的初动能,小球不能到达A板。
C和D可以一起分析。闭合K后,电容器始终与电源相连,那么电容器极板间的电压就不变,无论d怎样变化电场力对小球做的功都等于小球的初动能,故小球始终能恰好碰上A板。
希望你能从我的浅陋的分析中了解到解决此类问题的一般的方法。

首先 若是闭合K 两板电压U不变
从能量的角度考虑 由题意可知Uq=(mv平方)/2
U不变 q不变 m v 不变 则都刚好到达A板

断开K C=s/(4派kd)
增大板间距离 则C变小 U=Q/C
则U变大 Uq变大 则消耗能量增多 并大于mv平方/2 所以小球无法到达A板

断开开关K,调节板件距离的话两极板带电量不变,由C=Q/U U=Ed把U呆掉可知C=Q/Ed 又C=εS/d继续代掉可知E=Q/ε (这也可以用高斯定理直接推出来,即极板间场强只与极板上的电荷密度有关)所以AB选项如果改变距离,但场强不变所以小球上升高度不变所以如果你增大距离是不是就打不到那个板呢?(板升高了嘛~)

CD的话闭合开关两极板间电势始终为电源电势,由能量守恒Uq=1/2mv^2,个式子的意思是,只有当小球运动到上极板时才会消耗所有的动能静止,所以必须运动到上极板才会静止,所以还是会碰。CD错