Question

18．如图所示，平行板电容器上极板带正电荷，且与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一固定在P点的正点电荷，以E表示两极板间电场的电场强度，E_P表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持上极板不动，将下极板向上移动一小段距离至图中虚线位置，则（　　）

• A． θ增大，E增大
• B． θ减小，E减小
• C． θ增大，E_p增大
• D． θ减小，E_p减小

Answer 1

分析 电容器充电后断开电源，极板上的电量不变；根据电容器的定义式可分析电容的变化，再根据决定式分析电压的变化，从而分析静电计指针夹角的变化；根据U=Ed分析电场强度的变化；根据电势与电势差之间的关系可分析P点电势，再由电势分析电势能的变化．

解答 解：电容器与电源断开，故其带电量Q不变；保持上极板不动，将下极板向上移动时，两板间的距离减小，根据C=$\frac{?S}{4πkd}$可知，电容C增大，根据C=$\frac{Q}{U}$可知，板间电压U减小，故静电计指针偏角θ减小；
两板间的电场强度 E=$\frac{U}{d}$=$\frac{Q}{Cd}$=$\frac{4πkQ}{?S}$，知电场强度与板间距无关，因此电场强度E不变；
设P与下极板距离为L，则P点的电势 φ_P=EL，则点电荷的电势能为 E_P=ELq；，L减小，因此由E_P=ELq知，点电荷在P点的电势能E_P减小；故D正确，ABC错误；
故选：D

点评 本题考查电容器的动态分析问题，解题的关键在于正确掌握电容的决定式和定义式；同时注意要掌握相关结论的应用，如本题中可以直接应用结论：当充电后断开电源时，如果只改变两板间距离，则两板间的电场强度不变．