Question

14．如圖是某實驗小組為了定性探究平行板電容器的電容與其結構之間的關系裝置圖．充電后與電源斷開的平行板電容器的A板與靜電計相連，B板和靜電計金屬殼都接地，A板通過絕緣柄固定在鐵架臺上，人手通過絕緣柄控制B板的移動．請回答下列問題：

（1）本實驗采用的科學方法是C

A．理想實驗法

B．等效替代法

C．控制變量法

D．建立物理模型法

（2）在該實驗中，靜電計的作用是B

A．測定該電容器的電荷量	B．測定該電容器兩極的電勢差
C．測定該電容器的電容	D．測定A、B兩板之間的電場強度

（3）在實驗中觀察到的現象是A
A．甲圖中的手水平向左移動時，靜電計指針的張角變大
B．乙圖中的手豎直向上移動時，靜電計指針的張角變小
C．丙圖中的手不動，而向兩板間插入陶瓷片時，靜電計指針的張角變大
D．丙圖中的手不動，而向兩板間插入金屬板時，靜電計指針的張角不變．

Answer 1

分析 明確實驗原理，根據電容器的決定式可明確對應的電容變化；明確電電容器帶電量不變，根據電容的變化，判斷電勢差的變化，即靜電計指針偏轉角度的變化．

解答 解：（1）本實驗中要控制一些量不變，然后再得出C的決定因素；故采用的是控制變量法；故選：C；
（2）靜電計的作用是測定電容器兩極之間的電勢差；故選：B；
（3）實驗中觀察到的現象為：A、手水平向左移動時，板間距離增大時，根據電容的決定式C=$\frac{εS}{4πkd}$，可知電容減小，而電容器帶電量不變，由電容的定義式C=$\frac{Q}{U}$知板間電壓增大，所以靜電計指針的偏轉變大．故A正確；
B、當手豎直上移時，正對面積減小；根據電容的決定式C=$\frac{εS}{4πkd}$，可知電容減小，而電容器帶電量不變，由電容的定義式C=$\frac{Q}{U}$知板間電壓增大，所以靜電計指針的偏轉變大．故B錯誤；
C、插入電介質時，根據電容的決定式C=$\frac{εS}{4πkd}$，可知電容增大，而電容器帶電量不變，由電容的定義式C=$\frac{Q}{U}$知板間電壓減小，所以靜電計指針的偏轉變小．故C錯誤；
D、而向兩板間插入金屬板時，板間距離減小，據電容的決定式C=$\frac{εS}{4πkd}$，可知電容增大，而電容器帶電量不變，由電容的定義式C=$\frac{Q}{U}$知板間電壓減小，所以靜電計指針的偏轉變�。�故D錯誤；
故答案為：（1）C；（2）B；（3）A．

點評 處理電容器動態分析時關鍵抓住不變量．若電容器與電源斷開，電量保持不變；若電容器始終與電源相連，電容器兩端間的電勢差保持不變．再由C=$\frac{Q}{U}$和C=$\frac{εS}{4πkd}$結合進行分析．