Question

16．如图是某实验小组为了定性探究平行板电容器的电容与其结构之间的关系装置图．充电后与电源断开的平行板电容器的A板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地，A板通过绝缘柄固定在铁架台上，人手通过绝缘柄控制B板的移动．请回答下列问题：

（1）本实验采用的科学方法是C
A．理想实验法    B．等效替代法   C．控制变量法     D．建立物理模型法
（2）在该实验中，静电计的作用是B
A．测定该电容器的电荷量        B．测定该电容器两极的电势差
C．测定该电容器的电容          D．测定A、B两板之间的电场强度
（3）在实验中观察到的现象是A
A．甲图中的手水平向左移动时，静电计指针的张角变大
B．乙图中的手竖直向上移动时，静电计指针的张角变小
C．丙图中的手不动，而向两板间插入陶瓷片时，静电计指针的张角变大
D．丙图中的手不动，而向两板间插入金属板时，静电计指针的张角不变．

Answer 1

分析 明确实验原理，根据电容器的决定式可明确对应的电容变化；明确电电容器带电量不变，根据电容的变化，判断电势差的变化，即静电计指针偏转角度的变化．

解答 解：（1）本实验中要控制一些量不变，然后再得出C的决定因素；故采用的是控制变量法；故选：C；
（2）静电计的作用是测定电容器两极之间的电势差；故选：B；
（3）实验中观察到的现象为：A、手水平向左移动时，板间距离增大时，根据电容的决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$，可知电容减小，而电容器带电量不变，由电容的定义式C=$\frac{Q}{U}$知板间电压增大，所以静电计指针的偏转变大．故A正确；
B、当手竖直上移时，正对面积减小；根据电容的决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$，可知电容减小，而电容器带电量不变，由电容的定义式C=$\frac{Q}{U}$知板间电压增大，所以静电计指针的偏转变大．故B错误；
C、插入电介质时，根据电容的决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$，可知电容增大，而电容器带电量不变，由电容的定义式C=$\frac{Q}{U}$知板间电压减小，所以静电计指针的偏转变小．故C错误；
D、而向两板间插入金属板时，板间距离减小，据电容的决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$，可知电容增大，而电容器带电量不变，由电容的定义式C=$\frac{Q}{U}$知板间电压减小，所以静电计指针的偏转变小．故D错误；
故答案为：（1）C    （2）B    （3）A

点评 处理电容器动态分析时关键抓住不变量．若电容器与电源断开，电量保持不变；若电容器始终与电源相连，电容器两端间的电势差保持不变．再由C=$\frac{Q}{U}$和C=$\frac{?S}{4πkd}$结合进行分析．