Question

16．如图所示，平行板电容器与直流电源连接，下极板接地．两板间距为d，一带电油滴位于电容器中央的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的下极板竖直向上移动$\frac{d}{3}$，已知重力加速度为g，则（　　）

• A． 带电油滴的加速度为0.5g
• B． P点的电势将降低
• C． 带电油滴在P点的电势能将减小
• D． 电容器的电容减小，极板带电荷量将增大

Answer 1

分析 将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，根据E=$\frac{U}{d}$知板间场强的变化，由U=Ed判断P点与下极板间的电势差的变化，确定P点电势的变化．由题分析知道油滴带负电，再判断其电势能的变化．根据场强的变化，判断油滴向什么方向运动．

解答 解：A、原来平衡时：$mg=q\frac{U}{d}$…①
当下极板向上平移$\frac{d}{3}$时，电压不变，场强变为：E′=$\frac{U}{\frac{2d}{3}}=\frac{3}{2}\frac{U}{d}$
根据牛顿第二定律：qE′-mg=ma…②
得：$\frac{3}{2}mg-mg=ma$，解得：a=0.5g，故A正确；
B、上下极板电压不变，板间场强变大，上极板与P点的电势差变大，P点与下极板的电势差变小，下极板电势为0，所以P点电势降低，故B正确；
C、电容器上极板带正电，电场方向向下，与电场力方向相反，所以带电油滴带负电，P点电势降低，负电荷在电势低处，电势能越大，所以P点电势能增加，故C错误；
D、极板距离减小，根据$C=\frac{?S}{4πkd}$，电容变大，因为电压不变，由Q=CU知极板带电荷量将增大，故D错误；
故选：AB

点评 本题是电容器动态分析问题，根据E=$\frac{U}{d}$、电容的决定式和定义式结合进行分析．注意电容器始终和电源连接，电压不变．