Question

5．如圖所示，P和Q為兩豎直放置的帶等量異種電荷平行金屬板，兩板間有某種電介質(zhì)．在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球，開始懸線偏轉(zhuǎn)了角度α．在以下方法中，能使懸線的偏角變大的是（　　）

• A． 縮小兩板間的距離
• B． 兩板上下錯(cuò)開一段距離
• C． 取出兩極板間的電介質(zhì)
• D． 增大兩板間的距離

Answer 1

分析 平行金屬板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，由電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系公式E=$\frac{U}rzpznbd$，可求電場(chǎng)強(qiáng)度；
對(duì)小球受力分析，有平衡條件和電場(chǎng)力公式F=qE，根據(jù)C=$\frac{εS}{4πkd}$和C=$\frac{Q}{U}$，判斷電容器ab板間電壓如何變化．

解答 解：小球在圖中位置上受到重力、電場(chǎng)力和繩子的拉力的作用，受力如圖，則：

所以：qE=mgtanα
若使懸線的偏角變大，則需要電場(chǎng)強(qiáng)度增大．
A、D、充電后斷開電源，極板帶的電荷量不變，根據(jù)C=$\frac{εS}{4πkd}$，C=$\frac{Q}{U}$和E=$\frac{U}zt93rlj$得：$E=\frac{4πkQ}{εS}$，縮小兩板間的距離，或增大兩板間的距離不改變電場(chǎng)強(qiáng)度，所以夾角不變．故AD錯(cuò)誤；
B、由：$E=\frac{4πkQ}{εS}$知兩板上下錯(cuò)開一段距離，電容減小，電壓增大，夾角最大；故B正確．
C、取出a、b兩極板間的電介質(zhì)，根據(jù)C=$\frac{εS}{4πkd}$，則電容減小，Q不變，ab端的電勢(shì)差U=$\frac{Q}{C}$，知電勢(shì)差增大，所以PQ兩端的電勢(shì)差增大，電場(chǎng)強(qiáng)度增大，則電場(chǎng)力變大，α變大．故C正確．
故選：BC

點(diǎn)評(píng) 本題是電容器的動(dòng)態(tài)變化分析問題，是C=$\frac{εS}{4πkd}$、C=$\frac{Q}{U}$和E=$\frac{U}hbrbjtz$的綜合應(yīng)用，關(guān)鍵要抓住電容器的電壓變化．