Question

3．兩塊大小、形狀完全相同的金屬板正對水平放置，構(gòu)成一個平行板電容器，將兩金屬板分別與電源兩極相連接，如圖所示．閉合開關(guān)S達到穩(wěn)定后，在兩板間有一帶電液滴p恰好處于靜止狀態(tài)．下列判斷正確的是（　　）

• A． 保持開關(guān)S閉合，減小兩板間的距離，液滴仍處于靜止狀態(tài)
• B． 保持開關(guān)S閉合，減小兩板間的距離，液滴向下運動
• C． 斷開開關(guān)S，減小兩板間的距離，液滴仍處于靜止狀態(tài)
• D． 斷開開關(guān)S，減小兩板間的距離，液滴向下運動

Answer 1

分析 當平行板電容器充電穩(wěn)定后，兩板間存在勻強電場，則帶電液滴在電場力與重力共同作用下處于靜止狀態(tài)；
當開關(guān)閉合后兩板板間的電壓不變，當變化極板間距，從而改變電容器的電容，導(dǎo)致極板間的電場強度發(fā)生變化，最終使得液滴狀態(tài)發(fā)生變化；
當而開關(guān)斷開后，兩極板的電量不變，當變化極板間距，從而改變電容器的電容，但極板間的電場強度卻不變化，從而確定液滴是否會運動．

解答 解：AB、當保持開關(guān)S閉合，則兩極板間的電壓不變；
若減小兩板間的距離，根據(jù)E=$\frac{U}p9vv5xb5$，兩板間的電場強度增加，所以電場力大于重力，出現(xiàn)液滴向上運動．故A錯誤，B錯誤；
CD、當斷開開關(guān)S，則兩極板間的電量不變；
根據(jù)C=$\frac{Q}{U}$，E=$\frac{U}p9vv5xb5$，C=$\frac{{ε}_{r}S}{4πkd}$，有：E=$\frac{4πkQ}{{ε}_{r}S}$；
若減小兩板間的距離，兩板間的電場強度仍不變，因此電場力仍等于重力，則液滴仍處于靜止狀態(tài)．故C正確，D錯誤；
故選：C

點評 電容器的電容由兩板間距、正對面積與電介質(zhì)決定；而兩板間的電場強度則由電容器的電量、電介質(zhì)及正對面積決定．當開關(guān)斷開時，電容器的電量不變；而開關(guān)閉合時，電容器的電壓卻不變．