Question

5．如图所示，D是一只二极管，它的作用是只允许电流从a流向b，不允许从b流向a，水平放置的平行板电容器AB内部原有一电荷P处于静止状态，一直保持两极板处于平行状态，若A和B的间距稍增大一些后，P的运动情况将是静止不动；若把A和B的正对面积稍增大一些后，P的运动情况将是静止不动；若充电后去掉电源与二极管，再在AB间插入一块陶瓷片，P的运动情况将是向下运动．（填“静止不动”、“向下运动”或“向上运动”）

Answer 1

分析 当两极板A和B的间距稍增大一些的瞬间，根据电容的决定式分析电容如何变化，电压不变，分析电容器的电量如何变化，判断电容器处于充电还是放电状态，根据二极管的单向导电性判断电容器的电量能否变化，再分析场强如何变化，判断电荷的运动情况．

解答 解：当两极板A和B的间距稍增大一些的瞬间，根据电容的决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$ 分析得知，电容C减小，而电压不变，则电容器所带电量Q=CU要减小，但由于二极管具有单向导电性，电容器不能放电，所以电容器的电量不能改变，根据推论可知，板间场强E不变，电荷所受的电场力不变，仍保持静止状态．
若把A和B的正对面积稍增大一些后，根据电容的决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$ 分析得知，电容C增大，而电压不变，则电容器所带电量Q=CU要增大，但根据E=$\frac{U}{d}$，电压不变，而极板间距d不变，因此板间场强E不变，电荷所受的电场力不变，仍保持静止状态．
若充电后去掉电源与二极管，再在AB间插入一块陶瓷片，根据电容的决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$ 分析得知，电容C增大，而电容器要放电，导致所带电量减小，依据Q=CU可知，电压减小，根据E=$\frac{U}{d}$可知，板间场强E变小，电荷所受的电场力变小，则P处电场力小于重力，要向下运动；
故答案为：（1）静止不动；  （2）静止不动；（3）向下运动．

点评 本题是电容器的动态变化分析问题，抓住二极管单向导电性判断电容器的电量能否变化是关键，并能理解电容器的充放电对电量的影响．