Question

3．兩塊大小、形狀完全相同的金屬板正對(duì)水平放置，構(gòu)成一個(gè)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(kāi)關(guān)S達(dá)到穩(wěn)定后，在兩板間有一帶電液滴p恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．下列判斷正確的是（　�。�

• A． 保持開(kāi)關(guān)S閉合，減小兩板間的距離，液滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài)
• B． 保持開(kāi)關(guān)S閉合，減小兩板間的距離，液滴向下運(yùn)動(dòng)
• C． 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，減小兩板間的距離，液滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài)
• D． 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，減小兩板間的距離，液滴向下運(yùn)動(dòng)

Answer 1

分析 當(dāng)平行板電容器充電穩(wěn)定后，兩板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，則帶電液滴在電場(chǎng)力與重力共同作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)；
當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后兩板板間的電壓不變，當(dāng)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(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化，最終使得液滴狀態(tài)發(fā)生變化；
當(dāng)而開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，兩極板的電量不變，當(dāng)變化極板間距，從而改變電容器的電容，但極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度卻不變化，從而確定液滴是否會(huì)運(yùn)動(dòng)．

解答 解：AB、當(dāng)保持開(kāi)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=$\frac{U}1hfj5bt$，兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度增加，所以電場(chǎng)力大于重力，出現(xiàn)液滴向上運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；
CD、當(dāng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，則兩極板間的電量不變；
根據(jù)C=$\frac{Q}{U}$，E=$\frac{U}zthl535$，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(chǎng)強(qiáng)度仍不變，因此電場(chǎng)力仍等于重力，則液滴仍處于靜止?fàn)顟B(tài)．故C正確，D錯(cuò)誤；
故選：C

點(diǎn)評(píng) 電容器的電容由兩板間距、正對(duì)面積與電介質(zhì)決定；而兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度則由電容器的電量、電介質(zhì)及正對(duì)面積決定．當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電容器的電量不變；而開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電容器的電壓卻不變．