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如图所示,金属板A、B水平放置,两板中央有小孔S1、S2,A、B与直流电源连接.闭合开关,从S1孔正上方O处由静止释放一带电小球,小球刚好能到达S2孔,不计空气阻力.要使此小球从O点由

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如图所示,金属板A、B水平放置,两板中央有小孔S1、S2,A、B与直流电源连接.闭合开关,从S1孔正上方O处由静止释放一带电小球,小球刚好能到达S2孔,不计空气阻力.要使此小球从O点由静止释放后穿过S2孔,应(  )

A.适当上移A板
B.适当下移A板
C.断开开关,适当上移A板
D.断开开关,适当下移A板
▼优质解答
答案和解析
设质点距离A板的高度h,A、B两板原来的距离为d,电压为U.质点的电量为q.
A、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…①
若保持S闭合,将A板适当上移,设质点到达S2时速度为v,由动能定理得:
mg(h+d)-qU=
1
2
mv2 ②…
联立①②解得:v=0
说明质点到达S2孔时速度恰为零,然后返回,不能穿过S2孔.故A错误;
B、若保持S闭合,将A板适当下移,设质点到达S2时速度为v′,由动能定理得:
mg(h+d)-qU=
1
2
mv′2 …③
联立①③解得:v′=0
说明质点到达S2孔时速度恰为零,然后返回,不能穿过S2孔.故B错误;
C、若断开S时,将A板适当上移,板间电场强度不变,设A板上移距离为△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,说明质点在到达S2孔之前,速度减为零,然后返回.故C错误;
D、若断开S,再将A板适当下移,根据动能定理可知,质点到达S2孔时速度没有减为零,故能穿过S2孔.故D正确.
故选:D.
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