场强度与极板间的距离无关。典例微探【例1】如图所示电路中,A、B是构成平行板电容器的两金属极板,P为其中的一个定点。将开关S闭合,电路稳定后将A板向上平移一小段距离,则下列说法正确的是
A.电容器的电容增加B.在A板上移过程中,电阻R中有向上的电流C.A、B两板间的电场强度增大D.P点电势升高【解题导思】1A板向上平移一小段距离后,电压U、电容C、带电荷量Q、电场强度E各物理量的变化情况怎样?答:两极间电压U不变,C减小,Q减小,电场强度E减小。
f2电容器B板的电势为多少?答:电路稳定时,电路中无电流,电阻R两端无电压,B板电势为零。解析由平行板电容器电容的决定式C=εrS知选项A错误;4πkd
Q由C=U得,电容器两端电压不变,C减小,Q减小,电容器放电,U形成顺时针方向的放电电流,B项正确;由E=d得,电场强度E减小,C项错误;由φ=UPO=Ed′,E减小,P点的电势降低,D项错误。答案B
分析平行板电容器动态变化问题的三个关键点1确定不变量:首先要明确动态变化过程中的哪些量不变,一般情况下是保持电荷量不变或板间电压不变。2恰当选择公式:要灵活选取电容的两个公式分析电容的变化,U还要应用E=d分析板间电场强度的变化情况。3若两极板间有带电微粒,则通过分析电场力的变化,分析运动情况的变化。题组微练1.如图所示,平行板电容器带有等量异种电荷,与静电计相连,静电计金属外壳和电容器下极板都接地。在两极板间有一固定在P点的点电荷,以E表示两板间的电场强度,Ep表示点电荷在P点的电势能,θ表示静电计指针的偏角。若保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至图中虚线位置,则
fA.θ增大,E增大B.θ增大,Ep不变C.θ减小,Ep增大D.θ减小,E不变解析平行板电容器带有等量异种电荷,当极板正对面积不变
时,两极板之间的电场强度E不变。保持下极板不动,将上极板向下移动一小段距离至题图中虚线位置,由U=Ed可知,两极板之间的电势差减小,静电计指针的偏角θ减小,由于下极板接地电势为零,两极板之间的电场强度不变,所以P点电势不变,点电荷在P点的电势能Ep不变。综上所述,选项D正确。答案D
2.某位移式传感器的原理示意图如图所示,E为电源,R为电阻,平行金属板A、B和介质P构成电容器,当可移动介质P向左匀速移出的过程中
A.电容器的电容变大
fB.电容器的电荷量保持不变C.M点的电势比N点的电势低D.流过电阻R的电流r