Question

13．如圖所示為某粒子分析器的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，金屬板P、Q相互平行，兩板通過(guò)直流電源、開(kāi)關(guān)相連，其中Q板接地．一束帶電粒子，從a處以一定的初速度平行于金屬板P、Q射入兩板之間的真空區(qū)域，經(jīng)偏轉(zhuǎn)后打在Q板上如圖所示的位置．在其他條件不變的情況下，要使該粒子束能從Q板上b孔射出（不計(jì)粒子重力和粒子間的相互影響），下列操作中可能實(shí)現(xiàn)的是（　　）

• A． 保持開(kāi)關(guān)S閉合，適當(dāng)上移P極板
• B． 保持開(kāi)關(guān)S閉合，適當(dāng)左移P極板
• C． 先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，再適當(dāng)上移P極板
• D． 先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，再適當(dāng)左移P極板

Answer 1

分析 根據(jù)開(kāi)關(guān)閉合與斷開(kāi)兩種情況，當(dāng)閉合時(shí)，電壓不變，變化極板間距，導(dǎo)致電場(chǎng)強(qiáng)度變化，再根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，即可求解；
當(dāng)斷開(kāi)時(shí)，電量不變，根據(jù)$E=\frac{U}kngi0vn=\frac{4πkQ}{{?}_{r}^{\;}S}$，從而根據(jù)正對(duì)面積來(lái)確定電場(chǎng)強(qiáng)度變化，從而求解

解答 解：A、保持開(kāi)關(guān)S閉合，兩極板間的電壓不變，適當(dāng)上移P極板，兩極板間的距離增大，根據(jù)$E=\frac{U}xbz0q5h$知場(chǎng)強(qiáng)變小，帶電粒子的加速度$a=\frac{qE}{m}$變小，豎直方向$y=\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}$，時(shí)間變長(zhǎng)，水平方向的位移$x={v}_{0}^{\;}t$變大，該粒子可能從Q板上的b孔射出，故A正確；
B、保持開(kāi)關(guān)S閉合，適當(dāng)左移P極板，兩極板間的距離不變，根據(jù)$E=\frac{U}r696yt0$知場(chǎng)強(qiáng)大小不變，根據(jù)$a=\frac{qE}{m}$知加速度大小不變，根據(jù)$y=\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}$知運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，根據(jù)$x={v}_{0}^{\;}t$知水平位移不變，粒子打在Q板上的位置不變，故B錯(cuò)誤；
C、先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，金屬板P、Q所帶的電荷量Q不變，電容$c=\frac{{?}_{r}^{\;}S}{4πkd}$，結(jié)合$c=\frac{Q}{U}$，電場(chǎng)強(qiáng)度$E=\frac{U}cfd0kx5=\frac{Q}{Cd}=\frac{Q}{\frac{{?}_{r}^{\;}S}{4πkd}×d}=\frac{4πkQ}{{?}_{r}^{\;}S}$，場(chǎng)強(qiáng)不變，粒子所受的電場(chǎng)力不變，加速度不變，粒子仍然打在下極板的原位置，故C錯(cuò)誤；
D、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，電容器所帶的電荷量不變，左移P極板，正對(duì)面積S減小，根據(jù)$C=\frac{{?}_{r}^{\;}S}{4πkd}$知，電容減小，由$U=\frac{Q}{C}$知兩極板間的電壓增大，場(chǎng)強(qiáng)增大，加速度增大，根據(jù)$y=\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}$，時(shí)間減小，由$x={v}_{0}^{\;}t$知水平位移減小，故落點(diǎn)在原位置的左側(cè)，故D錯(cuò)誤；
故選：A

點(diǎn)評(píng) 考查極板上下移動(dòng)，及左右移動(dòng)，與極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變化的關(guān)系，掌握增大射程與電場(chǎng)力的關(guān)系是解題的關(guān)鍵．