题目内容

1.平行板电容器的两极板A、B接于电池两极,一带正电小球悬挂在电容器内部,闭合开关S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ,如图所示,则(  )
A.保持开关S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ不变
B.保持开关S闭合,带正电的A板向B板靠近,则θ减小
C.开关S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ减小
D.开关S断开,带正电的A板向B板靠近,则θ不变

分析 带电小球受到重力、电场力和细线的拉力而平衡,电场力越大,细线与竖直方向的夹角越大;根据电容器电容定义式C=$\frac{Q}{U}$、平行板电容器的公式C=?$\frac{S}{4πkd}$ 以及电压与电场强度关系公式U=Ed对各种变化中电场强度进行分析,得到电场强度的变化情况,最后判断电场力变化情况和偏转角θ变化情况.

解答 解:A、B、保持S闭合,电容器两极板间的电势差等于电源的电动势,不变;故电场强度为E=$\frac{U}{d}$,当A板向B板靠近时,电场强度变大,电场力变大,故θ变大,故AB错误;
C、D、断开S,电容器带电量Q不变,根据电容器电容定义式C=$\frac{Q}{U}$、
平行板电容器的公式C=?$\frac{S}{4πkd}$ 以及电压与电场强度关系公式U=Ed,得到:E=$\frac{4πkQ}{?S}$,故电场强度与两极板距离d无关,故将A板向B板靠近,电场强度不变,电场力不变,故倾角θ不变,故C错误,D正确;
故选:D.

点评 本题关键是明确:(1)电键闭合时,电容器电压不变;电键断开时,电容器电量不变;(2)对电容器电量不变情况,根据电容器电容定义式C=$\frac{Q}{U}$、平行板电容器的公式C=?$\frac{S}{4πkd}$ 以及电压与电场强度关系公式U=Ed推导出电场强度的表达式E=$\frac{4πkQ}{?S}$ 进行分析.

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