题目内容

4.如图所示,平行板电容器与直流电源连接,下极板接地,静电计所带电荷量很
少,可被忽略.一带电的油滴恰能在电容器中的P点静止.现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,则电容器的电容将变小,静电计指针偏转角不变,带电油滴在P点的电势能将变小,带电油滴将向下 运动.(前三空填“变大”“变小”或“不变”,第四空填“上”或“下”)

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:根据C=$\frac{εS}{4πkd}$ 知,现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离,d增大,则电容减小.
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.
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.
因为电容器始终与电源相连,则电势差不变,当d变大,根据E=$\frac{U}{d}$,知电场强度变小,则油滴所受电场力变小,因此带电油滴将向下 运动.
故答案为:变小;不变;  变小; 下.

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.

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