Question

20．用控制變量法來研究影響平等板電容器電容的因素裝置如圖所示，設(shè)兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計指針偏角為θ．實驗中，極板所帶電荷量不變，開始兩板間為空氣（可近似當(dāng)真空處理）．實驗中靜電計指針偏角越大，表示平行板兩極的電壓就越大．在實驗中觀察θ的變化，從而推導(dǎo)出電容器的電容與各量的關(guān)系，當(dāng)：
保持S不變，增大d，觀察到θ變大；則電容器的電容變�。ㄌ睢白兇蟆�、“變小”或“不變”）
保持d不變，增大S，觀察到θ變小；則電容器的電容變大（填“變大”、“變小”或“不變”）
保持S、d不變，兩極間插入電介質(zhì)，觀察到θ變�。粍t電容器的電容變大（填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 靜電計測定電容器極板間的電勢差，電勢差越大，指針的偏角越大．根據(jù)靜電計指針的偏角變化情況，判定板間電勢差的變化，再由電容的定義式C=$\frac{Q}{U}$ 分析，電容C的變化情況，從而即可確定，電容與極板間距離、正對面積、及電介質(zhì)有關(guān)系．

解答 解：（1）當(dāng)保持S不變，增大d，觀察到θ變大，即極板間的電勢差增大，因極板電量Q不變，依據(jù)C=$\frac{Q}{U}$，則有電容C減小；因此極板間距d與電容C有關(guān)；
（2）當(dāng)保持d不變，增大S，觀察到θ變小，即極板間的電勢差減小，因極板電量Q不變，依據(jù)C=$\frac{Q}{U}$，則有電容C增大；因此極板正對面積S與電容C有關(guān)；
（3）當(dāng)保持S、d不變，兩極間插入電介質(zhì)，觀察到θ變小，即極板間的電勢差減小，因極板電量Q不變，依據(jù)C=$\frac{Q}{U}$，則有電容C增大；因此電介質(zhì)與電容C有關(guān)；
故答案為：變小，變大，變大．

點評 本題是電容動態(tài)變化分析問題，關(guān)鍵抓住兩點：一是電容器的電量不變；二是掌握電容的兩個公式：電容的決定式C=$\frac{?S}{4πkd}$和C=$\frac{Q}{U}$．