Question

9．如圖所示，水平放置的平板電容器，上板帶負(fù)電，下板帶正電，斷開電源．一帶電小球以速度v₀水平射入電場(chǎng)，且沿下板邊緣射出，若下板不動(dòng)，將上板向上平移一小段距離，小球仍以相同的速度從原處射入，則帶電小球（　　）

• A． 將打在下板上的某一點(diǎn)
• B． 仍沿原軌跡運(yùn)動(dòng)，沿下板邊緣射出
• C． 不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，沿直線運(yùn)動(dòng)
• D． 若上板不動(dòng)，將下板向上平移一段距離，小球可能打在下板的中央

Answer 1

分析 這是一道涉及電容與電場(chǎng)的問題，此題是電容充滿電后與電源斷開，極板上的電荷量不變．當(dāng)極板上、下移動(dòng)時(shí)，由相關(guān)知識(shí)可以判斷板間場(chǎng)強(qiáng)不變，從而判斷帶電小球的受力不變、加速度不變、運(yùn)動(dòng)軌跡不變，由此可判斷選項(xiàng)的正確與否．

解答 解：據(jù)電容的定義$C=\frac{Q}{U}$得：$U=\frac{Q}{C}$，而E=$\frac{U}9rfrxpn$=$\frac{Q}{Cd}$  而C=$\frac{εS}{4πkd}$   代入得$E=\frac{Q}{\frac{εS}{4πkd}d}=\frac{4πkQ}{εS}$，顯然與d無關(guān)，所以當(dāng)極板上、下移動(dòng)時(shí)，板內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)不變，則小球受到的合力不變，加速度不變，從而運(yùn)動(dòng)軌跡不變．
ABC、由于運(yùn)動(dòng)軌跡不變，所以小球仍從下極板的邊緣飛出，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤．
D、當(dāng)把下極板上移時(shí)，可以想象，上移到一定程度，可以打在下極板的中央，所以D選項(xiàng)正確．
故選：BD

點(diǎn)評(píng) 此題是考察電容的一類問題，當(dāng)充電后與電源斷開，由電荷守恒知道，極板上的電荷量不變，結(jié)合電容的定義和大小公式、勻強(qiáng)電場(chǎng)電壓與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系等可以推出電容極板間的場(chǎng)強(qiáng)式子與距離無關(guān)，從而小球的運(yùn)動(dòng)軌跡不變．當(dāng)然還有一種情況就是若電容始終與電源相連，是電壓不變，這種情況又另當(dāng)別論．