Question

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，E_PA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，E_PA不变
• B． E变大，E_PA变大
• C． U变大，E_PA不变
• D． U不变，E_PA不变

Answer 1

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．