如图所示,平行板电容器经开关S与电池连接,a处有一电荷量非常小的点电荷,S是闭合的,φa表示a点的电势,F表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B板向下稍微移动,使两板间的距离增大,则( )A. φa变大,F变大B. φa变大,F变小C. φa不变,F不变D. φa不变,F变小
问题描述:
如图所示,平行板电容器经开关S与电池连接,a处有一电荷量非常小的点电荷,S是闭合的,φa表示a点的电势,F表示点电荷受到的电场力.现将电容器的B板向下稍微移动,使两板间的距离增大,则( )
A. φa变大,F变大
B. φa变大,F变小
C. φa不变,F不变
D. φa不变,F变小
答
由于开关S闭合,且电容器两极板始终与电源的两极相连,故电容器两极板之间的电压UAB保持不变.随B极板下移两极板之间的距离增大,根据E=
可知两极板之间的电场强度E减小,由于UAa=EhAa,由于电场强度E减小,故UAa减小,由于UAB=UAa+UaB,所以UaB增大,由题图可知电源的负极接地,故B极板接地,所以B板的电势为0即ΦB=0,又UaB=Φa-ΦB,所以Φa=UaB增大.而点电荷在a点所受的电场力F=qE,由于E减小,所以电场力F减小.故B正确.U d
故选:B.
答案解析:要求a点的电势如何变化,首先要确定电势为0的位置即零电势点,由于电容与电源相连故两极板之间的电压不变,而两极板之间的距离增大,故两极板之间的电场强度减小,所以Aa之间的电势差减小,所以aB之间的电压增大.由于两极板之间的场强减小故试探电荷所受的电场力减小.
考试点:电容器的动态分析.
知识点:本题难度较大,涉及知识面大,需要认真分析.方法是:先找不变量(UAB),再找容易确定的物理量(E和UAa),最后求出难以确定的量(确定UaB不能用UaB=EhaB,因为E和haB一个变大另一个变小).