Question

4．如图所示，带负电的小球悬挂在竖直的平行板电容器内，闭合S后，悬线与竖直方向夹角为θ，则有（　　）

• A． S始终闭合，减小AB间距，θ将增大
• B． S始终闭合，减小AB间距，θ将减小
• C． S先闭合再断开后，单独上移B板，θ将减小
• D． S先闭合再断开后，单独上移B板，θ将增大

Answer 1

分析 带电小球受到重力、电场力和细线的拉力而平衡，电场力越大，细线与竖直方向的夹角越大；根据电容器电容定义式C=$\frac{Q}{U}$、平行板电容器的公式C=?$\frac{S}{4πkd}$ 以及电压与电场强度关系公式U=Ed对各种变化中电场强度进行分析，得到电场强度的变化情况，最后判断电场力变化情况和偏转角θ变化情况．

解答 解：A、B、保持S闭合，电容器两极板间的电势差等于电源的电动势，不变；故电场强度为E=$\frac{U}{d}$，当减小AB间距时，电场强度变大，电场力变大，故θ变大，故A正确，B错误；
C、D、断开S，电容器带电量Q不变，根据电容器电容定义式C=$\frac{Q}{U}$、平行板电容器的公式C=?$\frac{S}{4πkd}$ 以及电压与电场强度关系公式U=Ed，
得到：E=$\frac{4πkQ}{?s}$，故电场强度与两极板正对面积成反比，当单独上移B板，正对面积减小，则电场强度变大，电场力变大，故倾角θ变大，故C错误，D正确；
故选：AD．

点评 本题关键是明确：（1）电键闭合时，电容器电压不变；电键断开时，电容器电量不变；（2）对电容器电量不变情况，根据电容器电容定义式C=$\frac{Q}{U}$、平行板电容器的公式C=?$\frac{S}{4πkd}$ 以及电压与电场强度关系公式U=Ed推导出电场强度的表达式E=$\frac{4πkQ}{?s}$ 进行分析．