Question

5．如圖所示，平行板電容器兩板間有一帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），當(dāng)電容器的電荷量為Q₁（A板帶正電）時(shí)，小球恰好靜止在P點(diǎn)．當(dāng)電容器的電荷量突然增加到Q₂時(shí)，帶電小球開始向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t，使A板帶負(fù)電，B板帶正電，電荷量仍為Q₂，則再經(jīng)過時(shí)間t，帶電小球剛好回到P點(diǎn)，不計(jì)一切阻力，小球運(yùn)動(dòng)中沒與極板相碰，則（　�。�

• A． Q₂=2Q₁
• B． Q₂=3Q₁
• C． Q₂=4Q₁
• D． Q₂=5Q₁

Answer 1

分析 根據(jù)電容與電場(chǎng)強(qiáng)度公式綜合而得E=$\frac{Q}{Cd}$，再結(jié)合平衡條件，及牛頓第二定律，再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，即可求解．

解答 解：由$C=\frac{Q}{U}$
U₁=$\frac{{Q}_{1}}{C}$=E₁d
那么E₁=$\frac{{Q}_{1}}{Cd}$
因此當(dāng)平衡時(shí)，則有：qE₁=mg
根據(jù)牛頓第二定律，則有：$\frac{q{Q}_{2}}{Cd}-\frac{q{Q}_{1}}{Cd}=m{a}_{1}$
改變電場(chǎng)方向后，則：
$\frac{q{Q}_{2}}{Cd}+\frac{q{Q}_{1}}{Cd}$=ma₂；
由位移公式，則有：x₁=$\frac{1}{2}$a₁t²；
x₂=a₁t×t-$\frac{1}{2}$a₂t²
因x₁=-x₂
解得：a₂=3a₁
那么Q₂=2Q₁，故A正確，BCD錯(cuò)誤；
故選：A．

點(diǎn)評(píng) 考查電容與電場(chǎng)強(qiáng)度公式的應(yīng)用，掌握平衡方程的內(nèi)容，理解牛頓第二定律的應(yīng)用，注意運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的x₁=-x₂正確表達(dá)．