Question

3．平行板電容器充電后與電源斷開，負極板接地，在兩板間有一正電荷（電荷量很少）固定在P點，如圖，以U表示電容兩極板間的電壓，E表示兩極板間的場強，ε表示正電荷在P點的電勢能，若保持負極板不動，而將正極板移至圖中虛線所示的位置，則（　　）

• A． U變大，ε不變
• B． E變大，ε不變
• C． U變小，ε變大
• D． U不變，ε不變

Answer 1

分析 抓住電容器的電荷量不變，結合電容的決定式和定義式，以及勻強電場的場強公式得出電場強度的變化，從而得出P與下極板電勢差的變化，得出P點的電勢變化和電勢能變化．

解答 解：平行板電容器充電后與電源斷開后，電量Q不變．將正極板移到圖中虛線所示的位置時，板間距離d增大，根據C=$\frac{{?}_{r}S}{4πkd}$知，電容C減小，根據C=$\frac{Q}{U}$，則板間電壓U變大．
由公式C=$\frac{{?}_{r}S}{4πkd}$、C=$\frac{Q}{U}$，E=$\frac{U}76uijdu$ 得到 E=$\frac{4πkQ}{{?}_{r}S}$，可知E與d無關，則知電場強度E不變．P與負極板間的距離不變，由公式U=Ed可知，P與負極板間的電勢差不變，則P點的電勢不變，正電荷在P點的電勢能ε不變．故A正確，BCD錯誤．
故選：A．

點評 解決本題的關鍵知道電容器與電源斷開后其電荷量不變，掌握電容器的決定式C=$\frac{{?}_{r}S}{4πkd}$、電容的定義式C=$\frac{Q}{U}$，板間場強公式E=$\frac{U}j7ekgjg$，要能熟練推導出場強的表達式E=$\frac{4πkQ}{{?}_{r}S}$，結合電壓或電量不變的條件進行分析．