题目内容

18.如图所示,平行板电容器A,B两板电源连接,在两板间形成匀强电场.有一带电液滴P恰好悬停在两板中点.现设法固定液滴后把A,B同向旋转相同的角度,并且保持两板的正对面积不变,则下列说法正确的是 (  )
A.旋转后电容器所带电荷量减小
B.旋转后液滴P的电势能变大
C.旋转后释放液滴P,液滴仍将悬停在原处
D.旋转后释放液滴P,液滴将沿水平方向做匀变速运动

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.

解答 解:A、C、当保持开关S闭合,则两极板间的电压不变.现设法固定液滴后把A,B同向旋转相同的角度,因两板的正对面积不变,则两板间的距离减小,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多,因此两板间的电场强度增加,所以电场力大于重力,出现液滴向上运动.故AC错误;
B、由上分析可知,电场强度增大,但两板电压不变,根据EP=q∅,因此P的电势能不变.故B错误;
D、旋转前释放液滴P,处于平衡状态,则有:mg=qE=q$\frac{U}{d}$;
旋转后释放液滴P,受到电场力与重力,

则有:qE′cosα=q$\frac{U}{d}$=mg;
因此液滴将沿水平方向做匀变速运动,故D正确;
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,同时掌握求解D选项的方法.

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