Question

4．如圖所示，帶負電的小球懸掛在豎直的平行板電容器內(nèi)，閉合S后，懸線與豎直方向夾角為θ，則有（　�。�

• A． S始終閉合，減小AB間距，θ將增大
• B． S始終閉合，減小AB間距，θ將減小
• C． S先閉合再斷開后，單獨上移B板，θ將減小
• D． S先閉合再斷開后，單獨上移B板，θ將增大

Answer 1

分析 帶電小球受到重力、電場力和細線的拉力而平衡，電場力越大，細線與豎直方向的夾角越大；根據(jù)電容器電容定義式C=$\frac{Q}{U}$、平行板電容器的公式C=?$\frac{S}{4πkd}$ 以及電壓與電場強度關系公式U=Ed對各種變化中電場強度進行分析，得到電場強度的變化情況，最后判斷電場力變化情況和偏轉角θ變化情況．

解答 解：A、B、保持S閉合，電容器兩極板間的電勢差等于電源的電動勢，不變；故電場強度為E=$\frac{U}msczx3s$，當減小AB間距時，電場強度變大，電場力變大，故θ變大，故A正確，B錯誤；
C、D、斷開S，電容器帶電量Q不變，根據(jù)電容器電容定義式C=$\frac{Q}{U}$、平行板電容器的公式C=?$\frac{S}{4πkd}$ 以及電壓與電場強度關系公式U=Ed，
得到：E=$\frac{4πkQ}{?s}$，故電場強度與兩極板正對面積成反比，當單獨上移B板，正對面積減小，則電場強度變大，電場力變大，故傾角θ變大，故C錯誤，D正確；
故選：AD．

點評 本題關鍵是明確：（1）電鍵閉合時，電容器電壓不變；電鍵斷開時，電容器電量不變；（2）對電容器電量不變情況，根據(jù)電容器電容定義式C=$\frac{Q}{U}$、平行板電容器的公式C=?$\frac{S}{4πkd}$ 以及電壓與電場強度關系公式U=Ed推導出電場強度的表達式E=$\frac{4πkQ}{?s}$ 進行分析．