Question

19．如圖所示，水平平行板電容器（板面是邊長(zhǎng)為2d的正方形，兩板正對(duì)且間距為d）與電源相連，下極板接地．一帶電油滴P（視為質(zhì)點(diǎn)）位于兩極板的中心點(diǎn)且恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)設(shè)法使P固定，將電容器兩極板在紙面內(nèi)繞O、O′順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)30°，忽略邊緣效應(yīng)，則（　�。�

• A． 油滴的電勢(shì)能不變
• B． 電容器的電容增大
• C． 釋放油滴，油滴將會(huì)離開電場(chǎng)
• D． 釋放油滴，油滴將垂直打在上極板

Answer 1

分析 解決本題的關(guān)鍵是根據(jù)圖找出旋轉(zhuǎn)前與旋轉(zhuǎn)后兩板間距離的關(guān)系，然后利用C=?$\frac{S}{4kπd}$，E=$\frac{U}gdjidni$、φ=U_P0、U=El、E_P=qφ來(lái)討論．

解答 解：A、因兩情況下P點(diǎn)都為兩極板的中點(diǎn)，則其與O點(diǎn)的電勢(shì)差為$\frac{E}{2}$，不變，因此油滴的電勢(shì)能也不變，則A正確；
B、根據(jù)電容決定式C=?$\frac{S}{4kπd}$，當(dāng)在紙面內(nèi)繞O、O′順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)30°，由幾何關(guān)系，正對(duì)面積S減小到$\frac{1}{2}$，而極板間距卻減小到$\frac{\sqrt{3}}{2}$，因此電容減小，故B錯(cuò)誤；
C、因電容器與電源始終相接，故電壓不變，由E=$\frac{U}xr7ih7e$知，電容器極板旋轉(zhuǎn)后d′=dcos30°，
則E′=$\frac{U}{d′}$
那么電場(chǎng)力在豎直方向的分力為qE′cos30°=qE，因此電場(chǎng)力與重力的合力沿水平方向，油滴不能再保持靜止，將沿著水平方向勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則會(huì)離開電場(chǎng)，故C正確；D錯(cuò)誤；
故選：AC．

點(diǎn)評(píng) 注意E=$\frac{U}rpjlhqm$中d的含義是兩點(diǎn)間等勢(shì)面間的距離，再就是正確進(jìn)行受力分析，注意電容決定式的應(yīng)用，同時(shí)掌握旋轉(zhuǎn)后，電場(chǎng)力在豎直方向的分力仍等于重力．