Question

13．真空中的平板电容器的电容为C，电源电压为U，电容器接入电源后充电，此时极板上的电量大小为CU，若保持电源连接同时把极板间距增大一倍，则此时极板上的电量大小为$\frac{CU}{2}$，此时把电源断开然后把极板间距恢复成原来大小，则极板上的电量大小为$\frac{CU}{2}$，电压为$\frac{U}{2}$，电容器内的电场在前面三种状态下的比值为$\frac{U}{2d}$．

Answer 1

分析 电容器接在电源电压为U电源上，充电后电容器的电压等于电源的电压，根据电容的定义求解电量．充电后撤去电源，电容器的电量不变．根据电容的决定式分析板间距离增大时，电容如何变化．根据场强与板间电压的关系确定板间的场强．

解答 解：电容器接在电源电压为U的电源上，充电后电容器的电压等于电源的电压U，由C=$\frac{Q}{U}$ 得，电量Q=CU．
若再拉开两板，使板间距离增大为2d，则电容器的电容变为$\frac{1}{2}$C，电容器接在电源电压为U的电源上，则此时极板上的电量大小为Q′=$\frac{CU}{2}$；
此时把电源断开，电容器的电量保持不变，仍为$\frac{CU}{2}$，当极板间距恢复成原来大小，则电容变为C，则电压变为U′=$\frac{U}{2}$．
根据板间的电场强度为 E=$\frac{U}{d}$；
板间场强 E=$\frac{U}{2d}$．
故答案为：CU，$\frac{CU}{2}$，$\frac{CU}{2}$，$\frac{U}{2}$，$\frac{U}{2d}$．

点评 本题主要根据电容的定义式和决定式去分析．对于场强，也可根据推论：当电容器的电量、正对面积不变时，改变板间距离，板间场强不变确定．