Question

20．一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地．两板间有一个正试探电荷固定在P点，如图所示，以C表示电容器的电容、E表示两板间的场强、φ表示P点的电势，E_P表示正电荷在P点的电势能．若正极板保持不动，将负极板缓慢向左平移一小段距离l₀（移动过程可认为平行板电容器的电量保持不变），那么在此过程中，各物理量变化情况判断正确的是（　　）

• A． 电容器的电容C变大
• B． 两板间的场强E减小
• C． 正电荷在P点的电势能E_P不变
• D． P点的电势φ升高

Answer 1

分析 平行板电容器充电后与电源断开后，电量不变．将正极板适当向左水平移动，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：将负极板适当向左水平移动，两板间的距离增大，根据电容的决定式C=$\frac{?S}{4kd}$可知，电容C减小，而电容器的电量Q不变，则由C=$\frac{Q}{U}$得知，板间电压U增大，板间场强E=$\frac{U}{d}$=$\frac{Q}{Cd}$=$\frac{4kQ}{?s}$，可见E不变；P点到负极板距离增大，由公式U=Ed得知，P点的电势升高；正电荷在P点的电势能增大；
故ABC错误，D正确
故选：D．

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与负极板电势差的变化，得出P点的电势以及电荷在P点电势能的变化．