Question

9．如图所示为研究决定平行板电容器电容因素的实验装置．两块相互靠近的等大正对平行金属平板M、N组成电容器，板N固定在绝缘座上并通过导线与静电计中心杆相接，板M和静电计的金属壳都通过导线接地，板M上装有绝缘手柄，可以执手柄控制板M的位置．给电容器充上一定的电荷，静电计指针张开一定角度．若仅将两极板间的距离增大，则静电计指针的偏角将变大（选填“变大”、“不变”或“变小”）；若仅将M沿平行板面方向移动一段距离以减小两极板间的正对面积，则静电计指针的偏角将变大（选填“变大”、“不变”或“变小”）；若在两板板间插入云母片，且保持其他条件不变，则静电计指针的偏角将变小（选填“变大”、“不变”或“变小”）；若在两极板间插入一块不与两板接触的厚金属板P，且保持其他条件不变，则静电计指针偏角将变小（选填“变大”、“不变”或“变小”），插入后金属板P内部的电场强度大小为0．

Answer 1

分析 静电计测量电容器板间电势差，电势差越大，指针张角越大．根据电容的决定式和定义式结合分析静电计指针张角的变化．

解答 解：
只将板间距离d增大，
由电容的决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$ 分析得知，电容减小，电量Q不变，
则由C=$\frac{Q}{U}$分析得到板间电势差U增大，静电计指针张角变大．
只将M沿平行板面方向移动一段距离以减小两极板间的正对面积S，
由电容的决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$分析得知，电容减小，电量Q不变，
则由C=$\frac{Q}{U}$分析得到板间电势差U增大，静电计指针张角变大．
若在两板板间插入云母片，且保持其他条件不变，
由电容的决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$分析得知，电容增大，电量Q不变，
则由C=$\frac{Q}{U}$分析得到板间电势差U减小，静电计指针张角变小．
若在两极板间插入一块不与两板接触的厚金属板P，且保持其他条件不变，相当于极板间距减小，
由电容的决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$分析得知，电容增大，电量Q不变，
则由C=$\frac{Q}{U}$分析得到板间电势差U减小，静电计指针张角变小．
插入后金属板后，处于静电平衡状态，那么P内部的电场强度处处为零，
故答案为：变大；变大；变小；变小；0．

点评 对于电容器的动态变化分析问题，往往先根据电容的决定式分析电容如何变化，再根据电容的定义式，结合不变量，分析电压或电量的变化．