Question

5．如圖所示，D是一只二極管，它的作用是只允許電流從a流向b，不允許從b流向a，水平放置的平行板電容器AB內(nèi)部原有一電荷P處于靜止?fàn)顟B(tài)，一直保持兩極板處于平行狀態(tài)，若A和B的間距稍增大一些后，P的運(yùn)動情況將是靜止不動；若把A和B的正對面積稍增大一些后，P的運(yùn)動情況將是靜止不動；若充電后去掉電源與二極管，再在AB間插入一塊陶瓷片，P的運(yùn)動情況將是向下運(yùn)動．（填“靜止不動”、“向下運(yùn)動”或“向上運(yùn)動”）

Answer 1

分析 當(dāng)兩極板A和B的間距稍增大一些的瞬間，根據(jù)電容的決定式分析電容如何變化，電壓不變，分析電容器的電量如何變化，判斷電容器處于充電還是放電狀態(tài)，根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦耘袛嚯娙萜鞯碾娏磕芊褡兓�，再分析場�?qiáng)如何變化，判斷電荷的運(yùn)動情況．

解答 解：當(dāng)兩極板A和B的間距稍增大一些的瞬間，根據(jù)電容的決定式C=$\frac{?S}{4πkd}$ 分析得知，電容C減小，而電壓不變，則電容器所帶電量Q=CU要減小，但由于二極管具有單向?qū)щ娦�，電容器不能放電，所以電容器的電量不能改變，根�?jù)推論可知，板間場強(qiáng)E不變，電荷所受的電場力不變，仍保持靜止?fàn)顟B(tài)．
若把A和B的正對面積稍增大一些后，根據(jù)電容的決定式C=$\frac{?S}{4πkd}$ 分析得知，電容C增大，而電壓不變，則電容器所帶電量Q=CU要增大，但根據(jù)E=$\frac{U}qjbiggr$，電壓不變，而極板間距d不變，因此板間場強(qiáng)E不變，電荷所受的電場力不變，仍保持靜止?fàn)顟B(tài)．
若充電后去掉電源與二極管，再在AB間插入一塊陶瓷片，根據(jù)電容的決定式C=$\frac{?S}{4πkd}$ 分析得知，電容C增大，而電容器要放電，導(dǎo)致所帶電量減小，依據(jù)Q=CU可知，電壓減小，根據(jù)E=$\frac{U}qvk9spr$可知，板間場強(qiáng)E變小，電荷所受的電場力變小，則P處電場力小于重力，要向下運(yùn)動；
故答案為：（1）靜止不動；  （2）靜止不動；（3）向下運(yùn)動．

點(diǎn)評 本題是電容器的動態(tài)變化分析問題，抓住二極管單向?qū)щ娦耘袛嚯娙萜鞯碾娏磕芊褡兓�是關(guān)鍵，并能理解電容器的充放電對電量的影響．