Question

16．如圖所示，平行板電容器的兩個(gè)極板為A、B，B板接地，其電容C=5pF，板間電場中有一固定點(diǎn)P，設(shè)電池兩端電壓恒為U=3V，現(xiàn)按照下列順序操作，試分析：
（1）將開關(guān)S閉合后，A極板帶電量為1.5×10^-11C；
（2）保持開關(guān)閉合，且B板固定，將A板左移一些，則電容將減小，A極板帶電量將減�。�（均選填增大、減小或不變）
（3）將A板復(fù)原且固定，將開關(guān)S斷開，在P處放置一負(fù)試探電荷，現(xiàn)將B板下移一些，則極板間電場強(qiáng)度將不變，試探電荷的電勢能將增大（均選填增大、減小或不變）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電容的定義式進(jìn)行分析，求出電量；
（2）根據(jù)電容的決定式進(jìn)行分析，明確電容的變化，從而分析電量的變化；
（3）根據(jù)電容的定義式、平行板電容器的決定式以及U=Ed進(jìn)行分析，明確當(dāng)電量不變時(shí)，電場強(qiáng)度與板間距無關(guān)；再根據(jù)電勢差與場強(qiáng)間的關(guān)系分析電勢的變化，從而分析電勢能的變化．

解答 解：（1）由Q=UC可知，A極板的帶電量q=UC=3×5×10^-12C=1.5×10^-11C；
（2）A板左移時(shí)，正對面積減小，由C=$\frac{?S}{4πkd}$可知，電容減小，由電壓不變，由Q=UC可知，電量減��；
（3）開關(guān)斷開時(shí)，電量不變，根據(jù)C=$\frac{?S}{4πkd}$、U=Ed以及C=$\frac{Q}{U}$可知，E=$\frac{4πkQ}{?S}$，電場強(qiáng)度與板間距離無關(guān)，故B板下移時(shí)，電場強(qiáng)度不變；因P與下極板間的距離增大，故P與下極板的電勢差增大，因下極板帶正電，故P點(diǎn)的電勢降低，由E=φq可知，因q帶負(fù)電，故試探電荷的電勢能增大．
故答案為：（1）1.5×10^-11；（2）減��；減��；（3）不變；增大．

點(diǎn)評 本題考查電容器的動態(tài)分析問題，要注意明確電容、電量以及電勢差之間的關(guān)系，同時(shí)注意在計(jì)算電勢能、電勢以及電勢差間的關(guān)系時(shí)要注意明確各物理量的符號．