题目内容

6.一平行板电容器充电后,开关保持闭合,上极板接地,在两极板间有一负电荷(电量很小)固定在P点,如图所示,以E表示两极板间的场强,Q表示电容器的带电量,φ表示P点的电势,以Ep表示负电荷在P点的电势能.若保持下极板不动,将上极板移到图中虚线所示的位置,则(  )
A.φ不变,E不变B.E变小,Ep变大C.Q变小,Ep不变D.φ变小,Q不变

分析 平行板电容器充电后,开关保持闭合,电容器的电压保持不变.将上极板向上移动,电容减小,根据电容的定义式判断电容器的电量变化.根据公式E=$\frac{U}{d}$分析板间场强的变化,先研究P点与下极板间电势差的变化,再研究P点电势的变化.

解答 解:由题,电容器的电压U保持不变,将上极板向上移动,板间距离d增大,根据公式E=$\frac{U}{d}$分析得知,板间场强E变小;
电压U保持不变,电容C减小,由C=$\frac{Q}{U}$得到,电容器的带电量Q变小.
P点与下极板间距离不变,E变小,根据公式U=Ed,P点与下极板间的电势差变小,则P点与上极板间电势差变大.电场线方向向下,P点电势比上板电势低,则P点电势Φ降低,负电荷在P点的电势能EP变大.故B正确,ACD错误.
故选:B.

点评 本题是电容器动态变化分析问题,抓住电压不变是关键.对于电势能的变化,往往根据下列推论判断:负电荷在电势低处电势能大,在电势高处电势能小.

练习册系列答案
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15.在验证“机械能守恒定律”的实验中,一同学进行如下操作:
①将打点计时器水平固定在铁架台上
②将长约0.5m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器.用手提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器的地方
③先松开纸带,后接通电源,让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打下一系列的点
④换几条纸带,重做上面的实验
⑤在打出的纸带中挑选第一、二两点间距接近2mm,且点迹清楚的纸带进行测量,先记下O点的位置,依次再取四个计数点A、B、C、D.求出相应位置对应的速度及其下落的高度
⑥将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中
⑦根据以上测得的数据计算相应的$\frac{1}{2}$v2和ghn的值.验证机械能守恒定律

Ⅰ.以上操作有错误的是①③;
Ⅱ.实验中选出一条纸带如图所示,其中O点为起始点,A、B、C、D为四个计数点,打点计时器所选用电源是频率为50Hz的交流电,用最小刻度为1mm的刻度尺,测得OA=11.13m,OB=17.69m,OC=25.9m.这三个数据中不符合有效数据要求的是OC,在计数点A和B之间,B和C之间各还有一个点,重锤的质量为m=1.5kg,根据以上数据,当打点到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了2.60J,这时它的动能是2.56J.(g=9.8m/s2
Ⅲ.实验中往往出现重锤的重力势能减少量大于动能的增加量,其主要原因是空气阻力,振针与纸带间阻力.

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