Question

4．如图所示，一平行板电容器的两个极板竖直放置，并与电源两极连接，两极板间有一带电小球，小球用一绝缘细线悬挂于0点，平衡时细线与竖直方向的夹角为30°，水平缓慢移动极板，使细线与竖直方向的夹角增加到60°，小球与极板不接触，下列说法正确的是（　　）

• A． 板间电压为原来的3倍
• B． 极板电量为原来的$\frac{{\sqrt{3}}}{2}$倍
• C． 板间距离为原来的$\frac{1}{3}$
• D． 电容器的电容为原来的$\sqrt{3}$倍

Answer 1

分析 小球受重力、电场力和拉力处于平衡，根据共点力平衡求出电场力与重力的大小关系，再由E=$\frac{U}{d}$可得．

解答 解：当小球的质量不变时，当平衡时细线与竖直方向的夹角为30°，根据共点力平衡得：qE=mgtan30°；当细线与竖直方向的夹角增加到60°，根据共点力平衡得：qE′=mgtan60°，知电场强度变为原来的3倍，平行板电容器的两个极板竖直放置，并与电源两极连接，则两板间电势差不变，由E=$\frac{U}{d}$可知，极板间距变为原来的$\frac{1}{3}$；故C正确，ABD错误．
故选：C．

点评 本题综合考查了共点力平衡、电容器、电场强度等知识点，综合性较强．特别注意：平行板电容器的两个极始终与电源两极连接，则两板间电势差不变；平行板电容器充电后与电源断开，电容器电量不变．