Question

13．如圖所示，帶有等量異種電荷相距10cm的平行板A和B之間有一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中A板接地，電場(chǎng)強(qiáng)度E=2×10²V/m，方向向下，電場(chǎng)中C點(diǎn)距B板3cm，D點(diǎn)距A板4cm，現(xiàn)將A板向下移動(dòng)2cm，則（　�。�

• A． C、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的變化量△U_CD=1.5V
• B． C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)都降低
• C． 將一個(gè)電子放在D點(diǎn)，在A板下移的過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)電子做的功為4eV
• D． A板下移后，一個(gè)電子從C點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)電子做的功為-6eV

Answer 1

分析 將A板向下移動(dòng)時(shí)，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系U=Ed，計(jì)算CD間的電勢(shì)差的變化量，但是要注意CD間電勢(shì)差的正負(fù)．分析D點(diǎn)電勢(shì)的變化，求解電場(chǎng)力對(duì)電子做功的大�。�

解答 解：A、將A板向下移動(dòng)時(shí)，根據(jù)推論可知，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系U=Ed，可知C、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差不變，即電勢(shì)差的變化量△U_CD=0．故A錯(cuò)誤．
B、A板向下移動(dòng)時(shí)，C、D兩點(diǎn)與A板間的距離減小，由U=Ed知，C、D兩點(diǎn)與A板間的電勢(shì)差減小，而C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)為負(fù)值，所以C、D兩點(diǎn)的電勢(shì)都升高．故B錯(cuò)誤．
C、D點(diǎn)原來(lái)的電勢(shì)為 φ_D=-Ed_DA=-2×10²×0.04V=-8V，則電子在D點(diǎn)的電勢(shì)能為E_P=8e；A板向下移動(dòng)2cm時(shí)，D點(diǎn)的電勢(shì)為 φ_D′=-Ed_DA′=-2×10²×0.02V=-4V，電子在D點(diǎn)的電勢(shì)能為E'_P=4e；根據(jù)功能關(guān)系可知，在A板下移的過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)電子做的功為 W=8e-4e=4eV，故C正確．
D、CD間的電勢(shì)差 U_CD=Ed_CD=2×10²×0.03V=-6V．A板下移后，一個(gè)電子從C點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)，電場(chǎng)力對(duì)電子做的功為  W_CD=-eU_CD=6eV．故D錯(cuò)誤．
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵是要掌握推論：電容器只改變板間距離時(shí)，板間場(chǎng)強(qiáng)是不變．勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系U=Ed中，注意d為沿電場(chǎng)線方向上的距離．運(yùn)用電場(chǎng)力做功公式W=qU時(shí)，要注意各個(gè)量均要代符號(hào)運(yùn)算．