题目内容

10.如图所示,平行板电容器与电动势为E的直流电源(内阻不计)连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可被忽略.一带负电油滴被固定于电容器中的P点.现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则(  )
A.静电计指针张角变小
B.平行板电容器的电容将变大
C.带电油滴的电势能将增大
D.若先将电容器上极板与电源正极的导线断开,再将下极板向下移动一小段距离,则带电油滴所受电场力不变

分析 电容器始终与电源相连,则电容器两端间的电势差不变,根据电容器d的变化判断电容的变化以及电场强度的变化,从而判断电荷电势能和电场力的变化.

解答 解:现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,导致极板间距增大,
A、静电计测量的是电容器两端的电势差,因为电容器始终与电源相连,则电势差不变,所以静电计指针张角不变.故A错误.
B、根据C=$\frac{εS}{4πkd}$知,d增大,则电容减小.故B错误.
C、电势差不变,d增大,则电场强度减小,P点与上极板的电势差减小,则P点的电势增大,因为该电荷为负电荷,则电势能减小.故C错误.
D、若先将电容器上极板与电源正极的导线断开,则电荷量不变,d改变,根据E=$\frac{U}{d}$=$\frac{Q}{Cd}$=$\frac{4πkQ}{εS}$,知电场强度不变,则油滴所受电场力不变.故D正确.
故选:D.

点评 本题是电容器的动态分析问题,关键抓住不变量,当电容器与电源始终相连,则电势差不变,当电容器与电源断开,则电荷量不变.

练习册系列答案
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科学探究活动通常包括以下环节:提出问题,作出假设,制定计划,搜集证据,评估交流等.一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下:

A.有同学认为:运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关.

B.他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象,用超声测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律,以验证假设.

C.在相同的实验条件下,同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入下表中,如下图 (a)是对应的位移时间图线.然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落,分别测出它们的速度时间图线,如下图 (b)中图线1、2、3、4、5所示.

时间(s)

下落距离(m)

0.0

0.000

0.4

0.036

0.8

0.469

1.2

0.957

1.6

1.447

2.0

X

D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,证实了他们的假设.回答下列提问:

(1)与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是____________.

(2)图(a)中的AB段反映了运动物体在做____________运动,表中X处的值为____________.

(3)图 (b)中各条图线具有共同特点,“小纸杯”在下落的开始阶段做____________运动,最后“小纸杯”做____________运动.

(4)比较图(b)中的图线1和5,指出在1.0~1.5s时间段内,速度随时间变化关系的差异:____________________________________.

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