Question

3．平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两板间有一正电荷（电荷量很少）固定在P点，如图，以U表示电容两极板间的电压，E表示两极板间的场强，ε表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，而将正极板移至图中虚线所示的位置，则（　　）

• A． U变大，ε不变
• B． E变大，ε不变
• C． U变小，ε变大
• D． U不变，ε不变

Answer 1

分析 抓住电容器的电荷量不变，结合电容的决定式和定义式，以及匀强电场的场强公式得出电场强度的变化，从而得出P与下极板电势差的变化，得出P点的电势变化和电势能变化．

解答 解：平行板电容器充电后与电源断开后，电量Q不变．将正极板移到图中虚线所示的位置时，板间距离d增大，根据C=$\frac{{?}_{r}S}{4πkd}$知，电容C减小，根据C=$\frac{Q}{U}$，则板间电压U变大．
由公式C=$\frac{{?}_{r}S}{4πkd}$、C=$\frac{Q}{U}$，E=$\frac{U}{d}$ 得到 E=$\frac{4πkQ}{{?}_{r}S}$，可知E与d无关，则知电场强度E不变．P与负极板间的距离不变，由公式U=Ed可知，P与负极板间的电势差不变，则P点的电势不变，正电荷在P点的电势能ε不变．故A正确，BCD错误．
故选：A．

点评 解决本题的关键知道电容器与电源断开后其电荷量不变，掌握电容器的决定式C=$\frac{{?}_{r}S}{4πkd}$、电容的定义式C=$\frac{Q}{U}$，板间场强公式E=$\frac{U}{d}$，要能熟练推导出场强的表达式E=$\frac{4πkQ}{{?}_{r}S}$，结合电压或电量不变的条件进行分析．