Question

20．如图所示，平行板电容器带有等量异种电荷，与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板间有一个固定在P点的点电荷，以E表示两板间的电场强度，E_p表示点电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持下极板不动，将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置，则θ将减小，
E_p将不变，E将不变  （填增大、减小或不变）．

Answer 1

分析 电容器充电后断开电源，极板上的电量不变；根据电容器的定义式可分析电容的变化，再根据决定式分析电压的变化，从而分析静电计指针夹角的变化；根据U=Ed分析电场强度的变化；根据电势与电势差之间的关系可分析P点电势，再由电势分析电势能的变化．

解答 解：电容器与电源断开，故电量不变；上极板向下移动时，两板间的距离减小，
根据C=$\frac{?s}{4πkd}$ 可知，电容C增大，则根据C=$\frac{Q}{U}$ 可知，电压U减小；故静电计指针偏角减小；
两板间的电场强度E=$\frac{U}{d}$=$\frac{Q}{Cd}$=$\frac{4πkQ}{?S}$；因此电场强度与板间距无关，因此电场强度不变；
再根据设P与下极板距离为l，则P点的电势φ_P=El，电势能E_P=ELq； 因此电荷在P点的电势能保持不变；
故答案为：减小，不变，不变．

点评 本题考查电容器的动态分析问题，解题的关键在于正确掌握电容的决定式和定义式；同时注意要掌握相关结论的应用，如本题中可以直接应用结论：当充电后断开电源时，如果只改变两板间距离，则两板间的电场强度不变．