Question

9．如图所示，平行板电容器充电后与电源断开，正极板接地，两板间有一个带负电的试探电荷固定在P点．静电计的金属球与电容器的负极板连接，外壳接地．以E表示两板间的场强，φ表示P点的电势，E_P表示该试探电荷在P点的电势能，θ表示静电计指针的偏角．若保持负极板不动，将正极板缓慢向右平移一小段距离（静电计带电量可忽略不计），各物理量变化情况描述正确的是（　　）

• A． E增大，φ降低，E_P减小，θ增大
• B． E不变，φ降低，E_P增大，θ减小
• C． E不变，φ升高，E_P减小，θ减小
• D． E减小，φ升高，E_P减小，θ减小

Answer 1

分析 平行板电容器充电后与电源断开后，电量不变．将正极板适当向右水平移动，两板正对面积减小，根据电容的决定式分析电容如何变化，由电容的定义式分析板间电压的变化，由E=$\frac{U}{d}$分析场强的变化．根据P点与下板电势差的变化判断P点的电势的变化，再分析正电荷在P点的电势能的变化．

解答 解：将正极板适当向右水平移动，两板间的距离减小，根据电容的决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$ 可知，电容C增大，因平行板电容器充电后与电源断开，则电容器的电量Q不变，由C=$\frac{Q}{U}$ 得知，板间电压U减小，因此夹角θ减小，
再依据板间场强E=$\frac{U}{d}$=$\frac{Q}{Cd}$=$\frac{4πkQ}{?s}$，可见E不变；
P点到正极板距离减小，且正极接地，由公式U=Ed得知，则P点的电势增加；负电荷在P点的电势能减小；故ABD错误，C正确；
故选：C．

点评 本题是电容器的动态变化分析问题，难点是确定电场强度的变化，只要得出电场强度的变化，就可以得出P与正极板电势差的变化，得出P点的电势以及电荷在P点电势能的变化，同时注意正极接地是解题的关键．