Question

4．（1）如图所示为研究平行板电容器电容的实验．电容器充电后与电源断开，电量Q 将不变，与电容器相连的静电计用来测量电容器的电势差．在常见的电介质中，由于空气的介电常数是最小的，当极板间插入其它的电介质
板时，电容器的电容将增大（填“增大”、“减小”或“不变”），于是我们发现，静电计指针偏角将减小．（填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）连接在电源两极板上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，电容器的电容C将增大，带电量Q将增大，电势差U将不变，极板间的电场强度E 将增大．（填“增大”、“减小”或“不变”）

Answer 1

分析 平行板电容器充电后与电源断开，极板上的电荷量不变；平行板电容器的电容C=$\frac{?s}{4πkd}$，根据题目中各量的变化可判断电容的变化，由C=$\frac{Q}{U}$ 可得出电压的变化，即可得出偏角的变化；由U=Ed可得出场强的变化．

解答 解：（1）电容器充电后与电源断开，电量Q保持不变；静电计可以测量电容器的电势差；
当插入介质时，?增大，由C=$\frac{?s}{4πkd}$ 可知电容将增大；由U=$\frac{Q}{C}$ 可知，两板间的电势差减小，静电计指针偏角减小；
（2）若将两板间的距离减小，则由C=$\frac{?s}{4πkd}$ 可知，电容增大；
连接在电源两极板上的平行板电容器，因电势差不变，则电量将增大；
由E=$\frac{U}{d}$ 可知，E=$\frac{Q}{Cd}$=$\frac{4πkQ}{?s}$，因电量Q增大，故场强增大；
故答案为：（1）电势差，增大，减小；（2）增大，增大，不变，增大．

点评 平行板电容器的动态分析要注意两大类问题，若通电后断开，则电容器两板上的电量不变；而保持与电源相连，则两极板上的电压不变；
同时要注意当通电后断开后，只改变距离，则电容内部的场强不变．