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(diǎn)且恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)K，將下極板豎直向下緩慢地移動(dòng)一小段距離，則（　�。�

• A． 油滴將豎直向上運(yùn)動(dòng)
• B． 油滴的機(jī)械能減小
• C． 油滴的電勢(shì)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(fù)電，板間電場(chǎng)方向向下，油滴帶負(fù)電，P點(diǎn)的電勢(shì)高于下板的電勢(shì)．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)K，電容器帶電量不變，將下極板豎直向下移動(dòng)一小段距離，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，油滴所受電場(chǎng)力不變，帶電油滴將靜止不動(dòng)．由公式U=Ed分析P與下板間的電勢(shì)差變化情況，再分析P點(diǎn)的電勢(shì)變化，根據(jù)負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小，在電勢(shì)低處電勢(shì)能大，分析油滴的電勢(shì)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(lái)靜止，則受到的電場(chǎng)力和重力平衡，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)后，電容器所帶的電量不變，場(chǎng)強(qiáng)$E=\frac{U}ajs3uxe=\frac{Q}{Cd}=\frac{Q}{\frac{?S}{4πkd}•d}=\frac{4πkQ}{?S}$，將下極板向下緩慢移動(dòng)一段距離，場(chǎng)強(qiáng)不變，油滴所受電場(chǎng)力不變，仍然和重力平衡，所以油滴靜止不動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
BC、兩板間的場(chǎng)強(qiáng)豎直向下，油滴受到的電場(chǎng)力向上，說(shuō)明油滴帶負(fù)電，下極板下移，兩板間距離變大，P點(diǎn)與下極板間的電勢(shì)差U=Ed變大，P點(diǎn)的電勢(shì)變大，所以P點(diǎn)的電勢(shì)能減小，根據(jù)能量守恒，油滴的機(jī)械能增加，故B錯(cuò)誤，C正確；
D、斷開(kāi)開(kāi)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(cuò)誤；
故選：C

點(diǎn)評(píng) 本題較難之處是分析電勢(shì)變化，往往根據(jù)電勢(shì)差和該點(diǎn)與零電勢(shì)點(diǎn)間電勢(shì)的高低，分析電勢(shì)的變化，這是常用的方法，注意斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，不論極板如何移動(dòng)，電容器兩板間的場(chǎng)強(qiáng)是不變的