Question

14．如图所示，一带电小球悬挂在竖直放置的平行板电容器内，当开关S闭合，小球静止时，悬线与竖直方向的夹角为θ．则（　　）

• A． 当开关S断开时，若减小平行板间的距离，则夹角θ增大
• B． 当开关S断开时，若增大平行板间的距离，则夹角θ增大
• C． 当开关S闭合时，若减小平行板间的距离，则夹角θ增大
• D． 当开关S闭合时，若减小平行板间的距离，则夹角θ减小

Answer 1

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

解答 解：AB、当断开开关S时，电容器所带的电量不变，由电容器的定义式C=$\frac{?S}{4πkd}$、电容的定义式C=$\frac{Q}{U}$和E=$\frac{U}{d}$结合得 E=$\frac{4πkQ}{?S}$，则知电容器板间距离d变化时，板间场强E不变，小球所受的电场力不变，则θ不变．故A、B错误．
CD、保持开关S闭合，电容器两端间的电势差U不变，若减小平行板间的距离，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，则θ增大．故C正确，D错误．
故选：C

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．要掌握推论：E=$\frac{4πkQ}{?S}$，知道只改变电容器板间距离时板间场强不变．