Question

3．如图所示，一个带负电荷的小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内部，接通K后，小球静止时，悬线与竖直方向的夹角为θ，则（　　）

• A． K闭合，减小A B板间的距离，则夹角θ增大
• B． K闭合，减小A B板间的距离，则夹角θ减小
• C． K断开，使 B板竖直向上移动，则夹角θ增大
• D． K断开，增大A B板间的距离，则夹角θ不变

Answer 1

分析 小球受重力、拉力、电场力三个力处于平衡状态，保持开关S闭合，电容器两端间的电势差不变；断开开关S，电容器所带的电量不变．分析板间场强的变化，判断夹角的变化．

解答 解：A、B保持开关S闭合，电容器两端间的电势差U不变，极板间距离减小，由E=$\frac{U}{d}$知，板间的电场强度E增大，小球所受的电场力变大，θ增大．故A正确，B错误．
C、K断开，电容器所带的电量不变，C=$\frac{?s}{4πkd}$，E=$\frac{U}{d}$，U=$\frac{Q}{C}$得E=$\frac{4πkQ}{?S}$，使B板竖直向上移动，s减小，则E增大，小球所受电场力变大，则θ角增大，故C正确；
D、断开开关S，电容器所带的电量不变，C=$\frac{?s}{4πkd}$，E=$\frac{U}{d}$，U=$\frac{Q}{C}$得E=$\frac{4πkQ}{?S}$，则知d增大，E不变，电场力不变，θ不变．故D正确．
故选：ACD．

点评 解决电容器的动态分析问题关键抓住不变量．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．