Question

15．如图所示，平行放置的金属板A、B组成一个平行板电容器．
（1）保持开关S闭合，使A板向右平移错开一些；
（2）S闭合后再断开，使A板向上平移拉开些．试讨论电容器两板间电势差U、电荷量Q、板间场强E的变化情况．

Answer 1

分析 电容器与电源断开，电量保持不变，增大两极板间距离时，根据C=$\frac{?s}{4πkd}$，判断电容的变化，
根据U=$\frac{Q}{C}$ 判断电势差的变化，根据E=$\frac{U}{d}$，判断电场强度的变化．

解答 解：（1）保持开关S闭合，使A板向右平移错开一些，即减小正对面积，
根据C=$\frac{?s}{4πkd}$，知电容C变小，
保持开关S闭合，电压U不变，
根据U=$\frac{Q}{C}$，知两极板间的电量Q变小，
根据E=$\frac{U}{d}$，知电场强度E不变，
（2）电容器与电源断开，电量Q保持不变，使A板向上平移拉开些，即增大两极板间距离时，
根据C=$\frac{?s}{4πkd}$，知电容C变小，
根据U=$\frac{Q}{C}$，知两极板间的电势差U变大，
根据E=$\frac{U}{d}$=$\frac{Q}{cd}$=$\frac{4πkQ}{?s}$，知电场强度E不变，
答：（1）保持开关S闭合，使A板向右平移错开一些，电容器两板间电势差U不变、电荷量Q变小、板间场强E的不变；
（2）S闭合后再断开，使A板向上平移拉开些，电容器两板间电势差U变大、电荷量Q不变、板间场强E的不变．

点评 解决电容器的动态分析问题关键抓住不变量．若电容器与电源断开，电量保持不变；若电容器始终与电源相连，电容器两端间的电势差保持不变．