题目内容
9.如图所示,平行板电容器充电后与电源断开,正极板接地,两板间有一个带负电的试探电荷固定在P点.静电计的金属球与电容器的负极板连接,外壳接地.以E表示两板间的场强,φ表示P点的电势,EP表示该试探电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角.若保持负极板不动,将正极板缓慢向右平移一小段距离(静电计带电量可忽略不计),各物理量变化情况描述正确的是( )A. | E增大,φ降低,EP减小,θ增大 | B. | E不变,φ降低,EP增大,θ减小 | ||
C. | E不变,φ升高,EP减小,θ减小 | D. | E减小,φ升高,EP减小,θ减小 |
分析 平行板电容器充电后与电源断开后,电量不变.将正极板适当向右水平移动,两板正对面积减小,根据电容的决定式分析电容如何变化,由电容的定义式分析板间电压的变化,由E=$\frac{U}{d}$分析场强的变化.根据P点与下板电势差的变化判断P点的电势的变化,再分析正电荷在P点的电势能的变化.
解答 解:将正极板适当向右水平移动,两板间的距离减小,根据电容的决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$ 可知,电容C增大,因平行板电容器充电后与电源断开,则电容器的电量Q不变,由C=$\frac{Q}{U}$ 得知,板间电压U减小,因此夹角θ减小,
再依据板间场强E=$\frac{U}{d}$=$\frac{Q}{Cd}$=$\frac{4πkQ}{?s}$,可见E不变;
P点到正极板距离减小,且正极接地,由公式U=Ed得知,则P点的电势增加;负电荷在P点的电势能减小;故ABD错误,C正确;
故选:C.
点评 本题是电容器的动态变化分析问题,难点是确定电场强度的变化,只要得出电场强度的变化,就可以得出P与正极板电势差的变化,得出P点的电势以及电荷在P点电势能的变化,同时注意正极接地是解题的关键.
练习册系列答案
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