Question

10．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，反響電阻無窮大可以視為斷路）連接，電源負(fù)極接地．初始電容器不帶電，閉合開關(guān)穩(wěn)定后，一帶電油滴位于容器中的P點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài)．下列說法正確的是（　　）

• A． 減小極板間的正對面積，帶電油滴會向上移動，且P點(diǎn)的電勢會降低
• B． 將上極板下移，則P點(diǎn)的電勢不變
• C． 將下極板下移，則P點(diǎn)的電勢升高
• D． 無論哪個極板上移還是下移，帶電油滴都不可能向下運(yùn)動

Answer 1

分析 根據(jù)平行板電容器的電容公式、電容的定義式與勻強(qiáng)電場場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系求出極板間的電場強(qiáng)度，根據(jù)題意判斷極板間的電場強(qiáng)度如何變化，然后判斷P點(diǎn)電勢、油滴的電勢能如何變化，判斷油滴如何運(yùn)動．

解答 解：二極管具有單向?qū)щ娦�，閉合電鍵后電容器充電，電容器的電容：C=$\frac{?S}{4πkd}$，C=$\frac{Q}{U}$，極板間的電場強(qiáng)度：E=$\frac{U}2qebuap$整理得：E=$\frac{4πkQ}{?S}$；
油滴靜止，油滴所受合力為零，向上的電場力與向下的重力相等，qE=mg；
A、減小極板間的正對面積S，由C=$\frac{?S}{4πkd}$可知，C變小，由于二極管具有單向?qū)щ娦裕�電容器不能放電，由E=$\frac{4πkQ}{?S}$可知，電場強(qiáng)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(diǎn)與下極板的距離不變，E變大，則P點(diǎn)的電勢升高，故A錯誤；
B、將上極板向下移動，d變小，電容器兩極板間的電場強(qiáng)度：E=$\frac{U}mmclouz$變大，P與下極板的距離不變，P的電勢升高，故B錯誤；
C、將下極板向下移動，d變大，由C=$\frac{?S}{4πkd}$可知，C變小，由于二極管具有單向?qū)щ娦�，電容器不能放電，由E=$\frac{4πkQ}{?S}$可知電容器兩極板間的電場強(qiáng)度不變，P與下極板的距離變大，P與下極板間的電勢差變大，P的電勢升高，故C正確；
D、上極板上移或下極板下移時，d變大，由C=$\frac{?S}{4πkd}$可知，C變小，由于二極管具有單向?qū)щ娦裕�電容器不能放電，由E=$\frac{4πkQ}{?S}$可知電容器兩極板間的電場強(qiáng)度不變，油滴所受電場力不變，油滴靜止不動；上極板下移或下極板上移時，d變小，C變大，兩極板間的電壓U等于電源電動勢不變，電場強(qiáng)度E=$\frac{U}ihp9mka$變大，電場力變大，電場力大于重力，油滴所受合力向上，油滴向上運(yùn)動，故D正確；
故選：CD．

點(diǎn)評 本題考查了判斷P點(diǎn)電勢高低、油滴運(yùn)動方向問題，本題難度較大，分析清楚極板間電場強(qiáng)度如何變化是解題的關(guān)鍵；應(yīng)用：C=$\frac{?S}{4πkd}$、C=$\frac{Q}{U}$、E=$\frac{U}f224bcs$即可解題．