题目内容

3.如图所示,水平水平放置的平行板电容器电容为c,极板相距为d,板长为L,电容器与一电池组相连,当S闭合时,电容器中央一个质量为m、电量为q的油滴恰好处于平衡状态,当断开电键s,用绝缘手柄将上极板向左移出一些,保持极板间距离d不变,油滴的状态是(  )
A.仍处于平衡状态B.向上加速运动C.向下加速运动D.上下来回运动

分析 当断开电键s后,电容器上的电荷量不变,用绝缘手柄将上极板向左移出一些,两极板正对面积减小,根据C=$\frac{?S}{4πkd}$判断出电容的变化,由C=$\frac{Q}{U}$判断板间电压的变化,由公式E=$\frac{U}{d}$判断板间电场强度的变化,分析出油滴所受的电场力变化情况,进而判断油滴的运动状态.

解答 解:断开电键s后,电容器上的电荷量不变,用绝缘手柄将上极板向左移出一些,两极板正对面积减小,根据C=$\frac{?S}{4πkd}$,知电容减小,由C=$\frac{Q}{U}$和Q不变,知U增大,
根据公式E=$\frac{U}{d}$,知板间电场强度增大,故油滴所受的电场力增大,则油滴将向上加速运动.故ACD错误,B正确.
故选:B

点评 本题是电容器动态变化分析问题,抓住不变量:电容器与电源保持相连,电压不变;充电后与电源断开,电量不变.一个重要的结论要牢记:电容器的电量、正对面积、电介质不变,只改变板间距离时,板间场强不变.

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