如图,M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板,板间有匀强电场,质量为m、电荷量为-q的带电粒子,以初速度v由小孔进入电场,当M、N间电压为U时,粒子刚好能到达N板,如果要使这个带
问题描述:
如图,M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板,板间有匀强电场,质量为m、电荷量为-q的带电粒子,以初速度v由小孔进入电场,当M、N间电压为U时,粒子刚好能到达N板,如果要使这个带电粒子能到达M、N两板间距的
处返回,则下述措施能满足要求的是( )1 2
A. 使初速度减为原来的
1 2
B. 使M、N间电压提高到原来的2倍
C. 使M、N间电压提高到原来的4倍
D. 使初速度和M、N间电压都减为原来的
1 2
答
粒子刚好能达到B金属板时,根据动能定理得,-qU=0-
m1 2
,现在使带电粒子能到达MN板间距的
v
20
处返回,则电场力做功等于-1 2
.qU 2
A、当初速度
,U不变,则有带电粒子动能的变化△Ek=0−v0 2
m(1 2
)2=−v0 2
m1 8
≠−
v
20
,故A错误;qU 2
B、电压提高到原来的2倍,则带电粒子运动到MN板中点时电场力做功W=−
q(2U)=−qU,与粒子动能变化相等,故B正确;1 2
C、电压提高到原来的4倍,则带电粒子运动到MN板中点时电场力做功W=−
q(4U)=−2qU,与粒子动能的变化不等,故C错误;1 2
D、初速度减为原来的
,则带电粒子动能变化减为原来的1 2
,MN板间电压减为原来的1 4
,则运动到MN板间中点电场力做功为原来的1 2
,故D正确.1 4
故选BD