Question

1．如圖所示，平行板電容器與直流電源連接，下極板接地．一帶電油滴位于容器中的P點且恰好處于靜止狀態(tài)．斷開開關(guān)K，將下極板豎直向下緩慢地移動一小段距離，則（　�。�

• A． 油滴將豎直向上運動
• B． 油滴的機械能減小
• C． 油滴的電勢能減小
• D． 電容器的電容量增加，板間的電壓增加

Answer 1

分析 平行板電容器與直流電源連接，上板帶正電．下板帶負電，板間電場方向向下，油滴帶負電，P點的電勢高于下板的電勢．斷開開關(guān)K，電容器帶電量不變，將下極板豎直向下移動一小段距離，板間場強不變，油滴所受電場力不變，帶電油滴將靜止不動．由公式U=Ed分析P與下板間的電勢差變化情況，再分析P點的電勢變化，根據(jù)負電荷在電勢高處電勢能小，在電勢低處電勢能大，分析油滴的電勢能的變化情況．根據(jù)電容的變化及公式C=$\frac{Q}{C}$分析電壓U的變化．

解答 解：A、帶電油滴原來靜止，則受到的電場力和重力平衡，斷開開關(guān)后，電容器所帶的電量不變，場強$E=\frac{U}qzvi2jx=\frac{Q}{Cd}=\frac{Q}{\frac{?S}{4πkd}•d}=\frac{4πkQ}{?S}$，將下極板向下緩慢移動一段距離，場強不變，油滴所受電場力不變，仍然和重力平衡，所以油滴靜止不動，故A錯誤；
BC、兩板間的場強豎直向下，油滴受到的電場力向上，說明油滴帶負電，下極板下移，兩板間距離變大，P點與下極板間的電勢差U=Ed變大，P點的電勢變大，所以P點的電勢能減小，根據(jù)能量守恒，油滴的機械能增加，故B錯誤，C正確；
D、斷開開關(guān)，電容器帶電量不變，兩板間距離變大，電容變小，電壓$U=\frac{Q}{C}$，電壓變大，故D錯誤；
故選：C

點評 本題較難之處是分析電勢變化，往往根據(jù)電勢差和該點與零電勢點間電勢的高低，分析電勢的變化，這是常用的方法，注意斷開開關(guān)，不論極板如何移動，電容器兩板間的場強是不變的