Question

14．如圖是某實(shí)驗(yàn)小組為了定性探究平行板電容器的電容與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)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(jì)相連，B板和靜電計(jì)金屬殼都接地，A板通過絕緣柄固定在鐵架臺(tái)上，人手通過絕緣柄控制B板的移動(dòng)．請(qǐng)回答下列問題：

（1）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是C

A．理想實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，靜電計(jì)的作用是B

A．測(cè)定該電容器的電荷量	B．測(cè)定該電容器兩極的電勢(shì)差
C．測(cè)定該電容器的電容	D．測(cè)定A、B兩板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度

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

Answer 1

分析 明確實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)電容器的決定式可明確對(duì)應(yīng)的電容變化；明確電電容器帶電量不變，根據(jù)電容的變化，判斷電勢(shì)差的變化，即靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度的變化．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)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(jì)的作用是測(cè)定電容器兩極之間的電勢(shì)差；故選：B；
（3）實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象為：A、手水平向左移動(dòng)時(shí)，板間距離增大時(shí)，根據(jù)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(jì)指針的偏轉(zhuǎn)變大．故A正確；
B、當(dāng)手豎直上移時(shí)，正對(duì)面積減�。桓鶕�(jù)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(jì)指針的偏轉(zhuǎn)變大．故B錯(cuò)誤；
C、插入電介質(zhì)時(shí)，根據(jù)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(jì)指針的偏轉(zhuǎn)變�。�故C錯(cuò)誤；
D、而向兩板間插入金屬板時(shí)，板間距離減小，據(jù)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(jì)指針的偏轉(zhuǎn)變小．故D錯(cuò)誤；
故答案為：（1）C；（2）B；（3）A．

點(diǎn)評(píng) 處理電容器動(dòng)態(tài)分析時(shí)關(guān)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(shì)差保持不變．再由C=$\frac{Q}{U}$和C=$\frac{εS}{4πkd}$結(jié)合進(jìn)行分析．