Question

6．如圖所示，平行板電容器與直流電源、理想二極管（正向電阻為零可以視為短路，反向電阻無窮大可以視為短路）連接，電源負極接地．初始電容器不帶電，閉合開關S穩(wěn)定后，一帶電油滴位于電容器極板間的P點且處于靜止狀態(tài)．下列說法正確的是（　　）

• A． 減小極板間的正對面積，帶電油滴會向下移動，且P點的電勢會降低
• B． 減小極板間的正對面積，帶電油滴會向上移動，且P點的電勢會降低
• C． 將下極板上移，帶電油滴向上運動
• D． 斷開開關S，帶電油滴將向下運動

Answer 1

分析 根據平行板電容器的電容公式、電容的定義式與勻強電場場強與電勢差的關系求出極板間的電場強度，根據題意判斷極板間的電場強度如何變化，然后判斷P點電勢如何變化，判斷油滴如何運動．

解答 解：AB、根據$C=\frac{{?}_{r}^{\;}S}{4πkd}$，減小極板的正對面積，電容C減小，由于二極管具有單向導電性，圖中電容器只能充電不能放電，在直流電路中，電容器視為斷路，電容器兩端的電壓等于電阻R兩端的電壓，根據Q=CU可知，電容器電量減少，但由于電路中有二極管，電容器放電時二極管處于截止狀態(tài)，所以電容器不能放電，$E=\frac{U}eirnu8y$，$C=\frac{Q}{U}$，得$E=\frac{4πkQ}{{?}_{r}^{\;}S}$，電場強度E變大，油滴所受電場力變大，油滴所受合力向上，帶電油滴會向上移動，P點與下極板的距離不變，E變大，則P點的電勢升高，故A、B錯誤；
C、當電容器的下極板向上移動時，極板距離減小，電容器的電容變大，電容器所帶的電量Q變大，電容器充電，由$E=\frac{U}kfxl80c$知電容器板間場強變大，油滴所受電場力大于重力，帶電油滴向上運動，故C正確；
D、斷開開關S，由于二極管具有單向導電性，電容器不能放電，電容器帶電量Q不變，電容C不變電壓也不變，電容器兩極板間的場強不變，故油滴仍然處于平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故選：C

點評 本題分析清楚極板間電場強度如何變化是解題的關鍵，要掌握與電容有關的兩個公式：電容的決定式運用控制變量法進行分析．電容的決定式$C=\frac{{?}_{r}^{\;}S}{4πkd}$和電容的定義式$C=\frac{Q}{U}$，運用控制變量法分析．