Question

5．兩塊大小、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)（下極板接地，圖中未畫出），則下列判斷錯(cuò)誤的是（　　）

• A． 保持開關(guān)S閉合，減小兩板間的距離，液滴向上運(yùn)動(dòng)
• B． 保持開關(guān)S閉合，減小兩板間的距離，回路中瞬間會(huì)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?/td>
• C． 斷開開關(guān)S，上板稍向下移動(dòng)，下板不動(dòng)，P點(diǎn)的電勢(shì)不變
• D． 斷開開關(guān)S，上板稍向下移動(dòng)，下板不動(dòng)，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)而開關(guān)斷開后，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)保持開關(guān)S閉合，則兩極板間的電壓不變．若減小兩板間的距離，則導(dǎo)致平行板電容器的電容增大，從而導(dǎo)致電容器的電量增大，電容器充電，產(chǎn)生充電電流，電流由負(fù)極板流向正極板，所以回路中瞬間產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎�因此兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小，所以電場(chǎng)力小于重力，出現(xiàn)液滴向下運(yùn)動(dòng)．故A正確；B正確；
CD、當(dāng)斷開開關(guān)S，則兩極板間的電量不變．上板稍向下平移，下板不動(dòng)，兩板間的距離減小，則導(dǎo)致平行板電容器的電容增大，兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度，?$E=\frac{U}z9ffxf3=\frac{Q}{\frac{?S}{4πkd}•d}=\frac{4πkQ}{?S}$，所以兩板間的電場(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)．P點(diǎn)與下極板間的電勢(shì)差不變，即P點(diǎn)的電勢(shì)不變，故C正確；D錯(cuò)誤；
本題選錯(cuò)誤的，故選：D

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)開關(guān)斷開時(shí)，電容器的電量不變；而開關(guān)閉合時(shí)，電容器的電壓卻不變．