题目内容
9.一平行板电容器充电后与电源断开,负极板接地,在两极板间有一正电荷(电量很小)固定在A点,如图所示.以E表示两极板间的场强,U表示电容器的电压,EPA表示正电荷在P点的电势能,若保持负极板不动,将正极板移到图中虚线所示的位置,则( )A. | U变小,EPA不变 | B. | E变大,EPA变大 | C. | U变大,EPA不变 | D. | U不变,EPA不变 |
分析 抓住电容器的电荷量不变,结合电容的决定式和定义式,以及匀强电场的场强公式得出电场强度的变化,从而得出P与下极板电势差的变化,得出P点的电势变化和电势能变化.
解答 解:平行板电容器充电后与电源断开后,电量不变.将正极板移到图中虚线所示的位置时,板间距离d减小,
根据C=$\frac{?S}{4πkd}$ 知,电容增大,根据U=$\frac{Q}{C}$,则板间电压变小.
由E=$\frac{U}{d}$=$\frac{Q}{Cd}$,C=$\frac{?S}{4πkd}$ 得到:E=$\frac{4πkQ}{?S}$,可知E与d无关,则知电场强度E不变.P与负极板间的距离不变,由公式U=Ed可知,P与负极板间的电势差不变,P点的电势不变,正电荷在P点的电势能不变.故A正确,BCD错误.
故选:A.
点评 解决本题的关键知道电容器与电源断开后其电荷量不变,掌握电容器的决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$ 以及定义式C=$\frac{Q}{U}$.要能熟练推导出场强的表达式E=$\frac{4πkQ}{?S}$,记住E与d无关的结论,有利于进行动态分析.
练习册系列答案
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