Question

5．兩塊大小、形狀完全相同的金屬板正對水平放置，構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)（下極板接地，圖中未畫出），則下列判斷錯誤的是（　　）

• A． 保持開關S閉合，減小兩板間的距離，液滴向上運動
• B． 保持開關S閉合，減小兩板間的距離，回路中瞬間會產生逆時針方向的電流
• C． 斷開開關S，上板稍向下移動，下板不動，P點的電勢不變
• D． 斷開開關S，上板稍向下移動，下板不動，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S閉合，則兩極板間的電壓不變．若減小兩板間的距離，則導致平行板電容器的電容增大，從而導致電容器的電量增大，電容器充電，產生充電電流，電流由負極板流向正極板，所以回路中瞬間產生逆時針方向的電流，因此兩板間的電場強度減小，所以電場力小于重力，出現(xiàn)液滴向下運動．故A正確；B正確；
CD、當斷開開關S，則兩極板間的電量不變．上板稍向下平移，下板不動，兩板間的距離減小，則導致平行板電容器的電容增大，兩極板間電場強度，?$E=\frac{U}6666666=\frac{Q}{\frac{?S}{4πkd}•d}=\frac{4πkQ}{?S}$，所以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)．P點與下極板間的電勢差不變，即P點的電勢不變，故C正確；D錯誤；
本題選錯誤的，故選：D

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