Question

4．如图所示，由两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器的极板N与静电计相接，极板M接地．用静电计测量平行板电容器两极板间的电势差U．在两板相距一定距离d时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度．在整个实验过程中，保持电容器所带电量Q不变，下面正确的是（　　）

• A． 将M板向下平移，将使静电计指针张角变小
• B． 将M板沿水平向左方向远离N板，将使静电计指针张角变小
• C． 在M、N之间插入云母板（介电常数?＞1），将使静电计指针张角变小
• D． 将M板沿水平向右方向移动（但不接触N板），两极板间的场强增大

Answer 1

分析 静电计指针的张角反映了电容器两极板间电势差的大小，电势差越大，张角越大．抓住电容器的带电量不变，根据U=$\frac{Q}{C}$，通过电容的变化，判断电势差的变化．

解答 解：A、将M板向下平移，两极板正对面积减小，根据C=$\frac{?S}{4πkd}$知，电容器的电容减小，根据U=$\frac{Q}{C}$，知Q不变，极板间的电势差U增大，静电计指针张角变大．故A错误．
B、将M板沿水平向左方向远离N板，板间距离d变大，根据C=$\frac{?S}{4πkd}$知电容减小，根据U=$\frac{Q}{C}$，知Q不变，极板间的电势差U增大，静电计指针张角变大．故B错误．
C、在M、N之间插入云母板（介电常数ε＞1），根据C=$\frac{?S}{4πkd}$知电容增大，根据U=$\frac{Q}{C}$，知Q不变，电势差减小，静电计指针张角变小．故C正确．
D、根据C=$\frac{?S}{4πkd}$、U=$\frac{Q}{C}$、E=$\frac{U}{d}$得E=$\frac{4πkQ}{εS}$，知E与d无关，所以将M板沿水平向右方向移动（但不接触N板），两极板间的场强不变．故D错误．
故选：C

点评 解决本题的关键是要掌握电容器的动态分析，电容器与电源断开，电量保持不变，只改变板间距离时，板间场强也不变．