Question

5．两块大小、形状完全相同的金属板正对水平放置，构成一个平行板电容器，将两金属板分别与电源两极相连接，如图所示．闭合开关S达到稳定后，在两板间有一带电液滴P恰好处于静止状态（下极板接地，图中未画出），则下列判断错误的是（　　）

• A． 保持开关S闭合，减小两板间的距离，液滴向上运动
• B． 保持开关S闭合，减小两板间的距离，回路中瞬间会产生逆时针方向的电流
• C． 断开开关S，上板稍向下移动，下板不动，P点的电势不变
• D． 断开开关S，上板稍向下移动，下板不动，液滴向下运动

Answer 1

分析 当平行板电容器充电稳定后，两板间存在匀强电场，则带电液滴在电场力与重力共同作用下处于静止状态．当开关闭合后两板板间的电压不变，当变化极板间距，从而改变电容器的电容，导致极板间的电场强度发生变化，最终使得液滴状态发生变化；当而开关断开后，两极板的电量不变，当变化极板间距，从而改变电容器的电容，但极板间的电场强度却不变化，从而确定液滴是否会运动．

解答 解：AB、当保持开关S闭合，则两极板间的电压不变．若减小两板间的距离，则导致平行板电容器的电容增大，从而导致电容器的电量增大，电容器充电，产生充电电流，电流由负极板流向正极板，所以回路中瞬间产生逆时针方向的电流，因此两板间的电场强度减小，所以电场力小于重力，出现液滴向下运动．故A正确；B正确；
CD、当断开开关S，则两极板间的电量不变．上板稍向下平移，下板不动，两板间的距离减小，则导致平行板电容器的电容增大，两极板间电场强度，?$E=\frac{U}{d}=\frac{Q}{\frac{?S}{4πkd}•d}=\frac{4πkQ}{?S}$，所以两板间的电场强度仍不变，因此电场力仍等于重力，则液滴仍处于静止状态．P点与下极板间的电势差不变，即P点的电势不变，故C正确；D错误；
本题选错误的，故选：D

点评 电容器的电容由两板间距、正对面积与电介质决定；而两板间的电场强度则由电容器的电量、电介质及正对面积决定．当开关断开时，电容器的电量不变；而开关闭合时，电容器的电压却不变．