Question

两块大小、形状完全相同的金属板正对水平放置，构成一个平行板电容器，将两金属板分别与电源两极相连接，如图所示．闭合开关S达到稳定后，在两板间有一带电液滴p恰好处于静止状态．下列判断正确的是（　　）

A．保持开关S闭合，减小两板间的距离，液滴向上运动

B．保持开关S闭合，减小两板间的距离，液滴向下运动

C．断开开关S，减小两板间的距离，液滴向上运动

D．断开开关S，减小两板间的距离，液滴向下运动

Answer 1

分析：当平行板电容器充电稳定后，两板间存在匀强电场，则带电液滴在电场力与重力共同作用下处于静止状态．当开关闭合后两板板间的电压不变，当变化极板间距，从而改变电容器的电容，导致极板间的电场强度发生变化，最终使得液滴状态发生变化；当而开关断开后，两极板的电量不变，当变化极板间距，从而改变电容器的电容，但极板间的电场强度却不变化，从而确定液滴是否会运动．

解答：解：A、当保持开关S闭合，则两极板间的电压不变．若减小两板间的距离，则导致平行板电容器的电容增大，从而导致电容器的电量增多，因此两板间的电场强度增加，所以电场力大于重力，出现液滴向上运动．故A正确；
B、当保持开关S闭合，则两极板间的电压不变．若减小两板间的距离，则导致平行板电容器的电容增大，从而导致电容器的电量增多，因此两板间的电场强度增加，所以电场力大于重力，出现液滴向上运动．故B错误；
C、当断开开关S，则两极板间的电量不变．若减小两板间的距离，则导致平行板电容器的电容增大，从而导致电容器的电压减小．由于极板的电量、正对面积及电介质均没变，所以两板间的电场强度仍不变，因此电场力仍等于重力，则液滴仍处于静止状态．故C错误；
D、当断开开关S，则两极板间的电量不变．若减小两板间的距离，则导致平行板电容器的电容增大，从而导致电容器的电压减小．由于极板的电量、正对面积及电介质均没变，所以两板间的电场强度仍不变，因此电场力仍等于重力，则液滴仍处于静止状态．故D错误；
本题选正确的，故选：A

点评：电容器的电容由两板间距、正对面积与电介质决定；而两板间的电场强度则由电容器的电量、电介质及正对面积决定．当开关断开时，电容器的电量不变；而开关闭合时，电容器的电压却不变．