Question

6．如圖所示，平行板電容器與直流電源、理想二極管（正向電阻為零可以視為短路，反向電阻無窮大可以視為短路）連接，電源負極接地．初始電容器不帶電，閉合開關(guān)S穩(wěn)定后，一帶電油滴位于電容器極板間的P點且處于靜止狀態(tài)．下列說法正確的是（　�。�

• A． 減小極板間的正對面積，帶電油滴會向下移動，且P點的電勢會降低
• B． 減小極板間的正對面積，帶電油滴會向上移動，且P點的電勢會降低
• C． 將下極板上移，帶電油滴向上運動
• D． 斷開開關(guān)S，帶電油滴將向下運動

Answer 1

分析 根據(jù)平行板電容器的電容公式、電容的定義式與勻強電場場強與電勢差的關(guān)系求出極板間的電場強度，根據(jù)題意判斷極板間的電場強度如何變化，然后判斷P點電勢如何變化，判斷油滴如何運動．

解答 解：AB、根據(jù)$C=\frac{{?}_{r}^{\;}S}{4πkd}$，減小極板的正對面積，電容C減小，由于二極管具有單向?qū)щ娦�，圖中電容器只能充電不能放電，在直流電路中，電容器視為斷路，電容器兩端的電壓等于電阻R兩端的電壓，根據(jù)Q=CU可知，電容器電量減少，但由于電路中有二極管，電容器放電時二極管處于截止狀態(tài)，所以電容器不能放電，$E=\frac{U}th7jfxh$，$C=\frac{Q}{U}$，得$E=\frac{4πkQ}{{?}_{r}^{\;}S}$，電場強度E變大，油滴所受電場力變大，油滴所受合力向上，帶電油滴會向上移動，P點與下極板的距離不變，E變大，則P點的電勢升高，故A、B錯誤；
C、當電容器的下極板向上移動時，極板距離減小，電容器的電容變大，電容器所帶的電量Q變大，電容器充電，由$E=\frac{U}jb9jdxx$知電容器板間場強變大，油滴所受電場力大于重力，帶電油滴向上運動，故C正確；
D、斷開開關(guān)S，由于二極管具有單向?qū)щ娦�，電容器不能放電，電容器帶電量Q不變，電容C不變電壓也不變，電容器兩極板間的場強不變，故油滴仍然處于平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故選：C

點評 本題分析清楚極板間電場強度如何變化是解題的關(guān)鍵，要掌握與電容有關(guān)的兩個公式：電容的決定式運用控制變量法進行分析．電容的決定式$C=\frac{{?}_{r}^{\;}S}{4πkd}$和電容的定義式$C=\frac{Q}{U}$，運用控制變量法分析．