Question

如图所示，A、B为两块水平放置的正对平行金属板，通过电键S分别与电源两极相连，两板中央各有一个小孔a和b．现闭合电键S，在a孔正上方某处有一带电质点由静止开始下落，若不计空气阻力，该质点到达b孔时速度恰好为零，然后返回．现要使带电质点能穿过b孔，则可行的方法是（　　）

A、保持S闭合，将A板适当上移

B、保持S闭合，将B板适当上移

C、先断开S，再将B板适当上移

D、先断开S，再将A板适当上移

Answer 1

分析：质点到达b孔时速度恰好为零，然后返回，根据动能定理知，质点再运到到b点的过程中，重力做功和电场力做功相等．本题通过AB两端电势差的变化，根据动能定理进行判断．

解答：解：AB、保持S闭合，知AB两端的电势差不变，根据动能定理知，质点还是到达b点速度为零然后返回．故A、B错误．
C、断开S，电量不变，将B板上移，d减小，根据C=

?s

4πkd

知，电容增大，则U=

Q

C

，知U减小，根据动能定理，运动到b重力做功大于电场力做功，b点速度不为零，将穿过b孔．故C正确．
D、断开S，电量不变，将A板上移，d增大，根据C=

?s

4πkd

知，电容减小，则U=

Q

C

，知U增大，根据动能定理知，粒子还未到达b点，速度已减为零，然后返回．故D错误．
故选C．

点评：解决本题的关键知道电容器与电源始终相连，两端的电势差不变，与电源断开，则电量保持不变．