Question

3．如图所示，S₁、S₂闭合时，一质量为m、带电荷量为q的液滴，静止在电容器的A、B两平行金属板间．现保持S₁闭合，将S₂断开，然后将B板向下平移一段距离，则下列说法正确的是（　　）

• A． 电容器A、B极板U不变
• B． A板电势比电路中Q点电势高
• C． 液滴向下运动
• D． 液滴的电势能增大

Answer 1

分析 在电容器的电量不变的情况下，将B板下移，则导致电容变化，电压变化，根据E=$\frac{U}{d}$，与电容的定义式C=$\frac{Q}{U}$和决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$相结合可得E=$\frac{4πkQ}{?S}$，从而确定电场强度是否变化．再根据电荷带电性可确定电势能增加与否．

解答 解：A、保持S₁闭合，将S₂断开后电容器的带电量不变，根据E=$\frac{U}{d}$、电容的定义式C=$\frac{Q}{U}$和决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$相结合可得E=$\frac{4πkQ}{?S}$，则知板间场强大小不变，由U=Ed知：d增大，则U增大．故A错误；
B、S₁、S₂闭合时A、Q电势相等．保持S₁闭合，将S₂断开，将B板向下平移一段距离，板间场强不变，所以A板与地间的电势差U增大，即A板电势升高，而Q点的电势不变，所以A板电势比电路中Q点电势高，故B正确；
C、板间场强不变，液滴所受的电场力不变，仍处于静止状态，故C错误．
D、由公式U=Ed知液滴与B板间的距离增大，E不变，则液滴与B板间的电势差增大，而B板电势为零，液滴的电势高于B板，则液滴的电势升高．据平衡条件可知液滴带负电，所以液滴的电势能减小，故D错误．
故选：B．

点评 本题电容器动态变化分析问题，做好电容器的题目要把电容的定义式、决定式和场强的推导式结合应用．