Question

2．如图所示的电路中，理想二极管和水平放置的平行板电容器串联接在电路中，闭合开关S，平行板间有一质量为m，电荷量为q的带电液滴恰好能处于静止状态，则下列说法正确中的是（　　）

• A． 将A板向上平移一些，液滴将向下运动
• B． 将A板向左平移一些，液滴将向上运动
• C． 断开开关S，将A板向下平移一些，液滴将保持静止不动
• D． 断开开关S，将A板向右平移一些，液滴将向上运动

Answer 1

分析 根据平行板电容器的电容公式、电容的定义式与匀强电场场强与电势差的关系求出极板间的电场强度，根据题意判断极板间的电场强度如何变化，从而即可求解．

解答 解：二极管具有单向导电性，闭合电键后电容器充电，电容器的电容：C=$\frac{?S}{4πkd}$，C=$\frac{Q}{U}$，极板间的电场强度：E=$\frac{U}{d}$ 整理得：E=$\frac{4πkQ}{?S}$；
油滴静止，油滴所受合力为零，向上的电场力与向下的重力相等，qE=mg；
A、A极板上移时，d变大，由C=$\frac{?S}{4πkd}$可知，C变小，由于二极管具有单向导电性，电容器不能放电，由E=$\frac{4πkQ}{?S}$可知电容器两极板间的电场强度不变，油滴所受电场力不变，油滴静止不动，故A错误；
B、A极板左移时，s变小，由C=$\frac{?S}{4πkd}$可知，C变小，而两极板间的电压U等于电源电动势不变，由于二极管具有单向导电性，电容器不能放电，由E=$\frac{4πkQ}{?S}$可知电容器两极板间的电场强度增大，油滴所受电场力增大，油滴将向上运动，故B正确；
C、当断开开关S，将A板向下平移一些时，d变小，由C=$\frac{?S}{4πkd}$可知，C变大，因电量的不变，由E=$\frac{4πkQ}{?S}$，可得，电场强度不变，那么液滴将保持静止不动，故C正确；
D、同理，当断开开关S，将A板向右平移一些时，s变小，由C=$\frac{?S}{4πkd}$可知，C变小，因电量的不变，由E=$\frac{4πkQ}{?S}$，可得，电场强度变大，那么液滴将向上运动，故D正确；
故选：BCD．

点评 本题考查了判断P点电势高低、油滴运动方向问题，本题难度较大，分析清楚极板间电场强度如何变化是解题的关键；应用：$\frac{?S}{4πkd}$、C=$\frac{Q}{U}$、E=$\frac{U}{d}$ 即可解题．