2024年高中物理新教材同步 必修第三冊(cè) 第10章　4　第2課時(shí)　平行板電容器的電容

第2課時(shí)平行板電容器的電容[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解影響平行板電容器電容大小的因素，并能進(jìn)行有關(guān)的分析和計(jì)算(重點(diǎn))。2.掌握平行板電容器兩類動(dòng)態(tài)變化問題的分析方法(重難點(diǎn))。3.學(xué)會(huì)分析平行板電容器中的力學(xué)問題(重點(diǎn))。一、平行板電容器的電容1．在探究影響平行板電容器電容大小的因素的實(shí)驗(yàn)中靜電計(jì)在實(shí)驗(yàn)中的作用是什么？答案反映兩極板之間的電壓，電壓越大，靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)的角度就越大。2．如圖，實(shí)驗(yàn)中待測(cè)電容器所帶的電荷量是否變化？實(shí)驗(yàn)中怎樣知道電容器電容變大還是變??？答案實(shí)驗(yàn)中待測(cè)電容器所帶的電荷量保持不變。靜電計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)角度變大說明電容器電壓變大，所帶電荷量保持不變時(shí)由C＝eq\f(Q,U)知電容減小，反之亦然。3．利用平行板電容器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(1)如圖所示，保持Q和d不變，減小兩極板的正對(duì)面積S，觀察到靜電計(jì)指針偏角增大，請(qǐng)依據(jù)C＝eq\f(Q,U)分析電容C的變化。(2)如圖所示，保持Q和S不變，增大兩極板間的距離d，觀察到靜電計(jì)指針偏角增大，分析電容C的變化。(3)如圖所示，保持Q、S、d不變，插入電介質(zhì)，觀察到靜電計(jì)指針偏角減小，分析電容C的變化。答案(1)S減小，電勢(shì)差U增大，電容C減小。(2)d增大，電勢(shì)差U增大，電容C減小。(3)插入電介質(zhì)，電勢(shì)差U減小，電容C增大。1．平行板電容器電容的決定因素：電容C與兩極板間電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)εr成正比，跟極板的正對(duì)面積S成正比，跟兩極板間的距離d成反比。2．平行板電容器電容的決定式：C＝eq\f(εrS,4πkd)，εr為電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，k為靜電力常量。當(dāng)兩極板間是真空時(shí)，εr＝1。例1(2022·天津市匯文中學(xué)高二階段練習(xí))關(guān)于平行板電容器的電容，下列說法正確的是()A．跟兩極板的正對(duì)面積S有關(guān)，S越大，C越小B．跟兩極板的間距d有關(guān)，d越大，C越小C．跟兩極板上所加電壓U有關(guān)，U越大，C越大D．跟兩極板上所帶電荷量Q有關(guān)，Q越大，C越大答案B解析由電容器的電容決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，電容與兩極板的正對(duì)面積S有關(guān)，S越大，C越大，A錯(cuò)誤；由電容器的電容決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，電容與兩極板的間距d有關(guān)，d越大，C越小，B正確；電容器的電容與兩極板上所加電壓U及電容器所帶的電荷量Q均無(wú)關(guān)，C、D錯(cuò)誤。例2(2022·天津市第二南開中學(xué)高二階段練習(xí))板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時(shí)，兩極板間電勢(shì)差為U1，板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E1?，F(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q，板間距變?yōu)閑q\f(1,2)d，其他條件不變，這時(shí)兩極板間電勢(shì)差為U2，板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E2，下列說法正確的是()A．U2＝U1，E2＝2E1 B．U2＝2U1，E2＝4E1C．U2＝U1，E2＝E1 D．U2＝2U1，E2＝2E1答案A解析設(shè)板間距為d的平行板電容器的電容為C1，則根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可得，板間距變?yōu)閑q\f(1,2)d后，電容器的電容為C2＝2C1，根據(jù)電容器電容的定義式C＝eq\f(Q,U)，可得板間距變?yōu)閑q\f(1,2)d后，兩極板間電勢(shì)差為U2＝eq\f(2Q,C2)＝eq\f(2Q,2C1)＝U1，則板間距變?yōu)閑q\f(1,2)d后，兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E2＝eq\f(U2,\f(1,2)d)＝eq\f(2U1,d)＝2E1，故選A。1．公式C＝eq\f(Q,U)和C＝eq\f(εrS,4πkd)的比較C＝eq\f(Q,U)C＝eq\f(εrS,4πkd)特點(diǎn)定義式?jīng)Q定式意義對(duì)某電容器Q∝U，但eq\f(Q,U)＝C不變，反映電容器容納電荷的本領(lǐng)反映了影響電容大小的因素適用范圍任何電容器平行板電容器二、平行板電容器的兩類動(dòng)態(tài)問題1．兩類基本問題(1)電容器始終與電池兩極相連，讓電容器的某一物理量發(fā)生變化，求其他物理量的變化。處理原則：電容器上的電壓不變。(2)電容器和電源連接后再斷開，電容器不充、放電而讓某一物理量發(fā)生變化，求其他物理量的變化。處理原則：電容器上的電荷量不變。2．平行板電容器動(dòng)態(tài)問題的分析方法抓住不變量，分析變化量，緊抓三個(gè)公式：C＝eq\f(Q,U)、E＝eq\f(U,d)和C＝eq\f(εrS,4πkd)3．平行板電容器的兩類典型問題基本思路(1)U不變的情形由C＝eq\f(εrS,4πkd)→C∝eq\f(εrS,d)，可知C隨d、S、εr的變化而變化由Q＝UC＝Ueq\f(εrS,4πkd)→Q∝eq\f(εrS,d)，可知Q隨d、S、εr的變化而變化由E＝eq\f(U,d)→E∝eq\f(1,d)，可知E隨d的變化而變化(2)Q不變的情形由C＝eq\f(εrS,4πkd)→C∝eq\f(εrS,d)，可知C隨d、S、εr的變化而變化由U＝eq\f(Q,C)＝eq\f(4πkdQ,εrS)→U∝eq\f(d,εrS)，可知U隨d、S、εr的變化而變化由E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(4πkQ,εrS)→E∝eq\f(1,εrS)，可知E隨S、εr的變化而變化，但與d無(wú)關(guān)，不隨d的變化而變化例3(多選)(2023·北方民族大學(xué)附屬中學(xué)高二階段練習(xí))隨著生活水平的提高，電子秤已經(jīng)成為日常生活中不可或缺的一部分，電子秤的種類也有很多，如圖所示是用平行板電容器制成的電子秤及其電路簡(jiǎn)圖。稱重時(shí)，把物體放到電子秤面板上，壓力作用會(huì)導(dǎo)致平行板上層膜片電極下移。則放上物體()A．穩(wěn)定后電容器的電容增大B．穩(wěn)定后極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大C．膜片電極下移過程中G表中有從b流向a的電流D．穩(wěn)定后電容器的帶電荷量變小答案ABC解析平行板上層膜片電極下移，則d減小。由平行板電容器電容的表達(dá)式C＝eq\f(εrS,4πkd)，可知d減小，C增大，而電容器兩端的電壓不變，由E＝eq\f(U,d)，可知電場(chǎng)強(qiáng)度增大，A、B正確；根據(jù)Q＝CU可知平行板電容器帶電荷量增大，則繼續(xù)充電，由電路圖可知G表中有從b流向a的電流，C正確，D錯(cuò)誤。例4(多選)(2023·永安市第九中學(xué)高二階段練習(xí))一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地，在兩極板間有一正電荷，電荷量足夠小，固定在P點(diǎn)，如圖所示。若保持負(fù)極板不動(dòng)，將正極板移到圖中虛線位置，則()A．靜電計(jì)指針偏角變小B．兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度保持不變C．P點(diǎn)的電勢(shì)變大D．在P點(diǎn)的正電荷電勢(shì)能保持不變答案BD解析由題意知：平行板電容器充電后與電源斷開，電容器的帶電荷量Q不變，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)，以及兩板間距d變大，可知C減小，根據(jù)Q＝CU可知，U變大，即靜電計(jì)指針偏角變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由C＝eq\f(εrS,4πkd)、C＝eq\f(Q,U)、E＝eq\f(U,d)，可得推論公式E＝eq\f(4πkQ,εrS)，可知板間電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，故B正確；則由U＝Ed知，P與負(fù)極板間的電勢(shì)差不變，則P點(diǎn)的電勢(shì)不變，正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能不變，故C錯(cuò)誤，D正確。針對(duì)訓(xùn)練(2022·華中師范大學(xué)第一附屬中學(xué)光谷分校高二階段練習(xí))如圖所示，兩塊較大的金屬板A、B平行放置并與一電源相連，其中A板接地(取大地電勢(shì)φ＝0)。開關(guān)S閉合后，兩板間有一質(zhì)量為m、電荷量為q的油滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。以下說法正確的是()A．保持S閉合，若將A板向上平移一小段位移，則油滴向下加速運(yùn)動(dòng)，G中有a→b的電流B．保持S閉合，若將A板向左平移一小段位移(油滴仍處于兩極板之間)，則油滴仍然靜止，G中有b→a的電流C．若將S斷開，則油滴立即向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D．若將S斷開，再將B板向下平移一小段位移，則油滴仍然保持靜止，但油滴的電勢(shì)能減小答案B解析保持S閉合，若將A板向上平移一小段位移，可知極板間距離變大，極板間電壓不變，根據(jù)E＝eq\f(U,d)，可知電場(chǎng)強(qiáng)度變小，油滴受到的靜電力變小，油滴向下加速運(yùn)動(dòng)；根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)、C＝eq\f(Q,U)，可知電容變小，電容器所帶電荷量減小，G中有b→a的電流，A錯(cuò)誤；保持S閉合，若將A板向左平移一小段位移，可知極板間距離不變，極板間電壓不變，根據(jù)E＝eq\f(U,d)，可知電場(chǎng)強(qiáng)度不變，油滴受到的靜電力不變，油滴仍然靜止，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)、C＝eq\f(Q,U)，由于正對(duì)面積減小，可知電容變小，電容器所帶電荷量減小，G中有b→a的電流，B正確；若將S斷開，電容器電荷量不變，極板間電壓不變，板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，油滴受到的靜電力不變，油滴仍然靜止，C錯(cuò)誤；若將S斷開，再將B板向下平移一小段位移，可知極板間距離變大，電容器所帶電荷量不變，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)，C＝eq\f(Q,U)，E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)＝eq\f(Q,\f(εrS,4πkd)d)＝eq\f(4πkQ,εrS)，可知板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變，油滴受到的靜電力不變，油滴仍然靜止，由于油滴所在位置與A板距離不變，可知油滴所在位置與A板間的電勢(shì)差不變，且A板接地，可知油滴所在位置的電勢(shì)不變，故油滴的電勢(shì)能不變，D錯(cuò)誤。課時(shí)對(duì)點(diǎn)練考點(diǎn)一平行板電容器的電容1．(2023·皮山縣高級(jí)中學(xué)高二期末)以下措施中，可以增大平行板電容器電容的是()A．增大兩板帶電荷量B．增大兩板間電壓C．增大兩板間的距離D．增大兩板正對(duì)面積答案D解析平行板電容器電容與電荷量和板間電壓無(wú)關(guān)，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，要增大電容，可減小兩板間的距離或增大兩板正對(duì)面積，或在兩板間插入電介質(zhì)，故選D。2．(多選)有一個(gè)真空平行板電容器，兩極板間距離為d，正對(duì)面積為S，充以電荷量Q后，兩極板間電壓為U，為使電容器的電容加倍，可采用的辦法是()A．將電壓變?yōu)閑q\f(U,2)B．將帶電荷量變?yōu)?QC．將極板間的距離變?yōu)閑q\f(d,2)D．兩極板間充滿相對(duì)介電常數(shù)為2的電介質(zhì)答案CD解析電容器的電容與電容器極板上所帶的電荷量和兩極板間電壓無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，選項(xiàng)C、D正確。考點(diǎn)二平行板電容器的兩類動(dòng)態(tài)分析3．(多選)(2023·仲元中學(xué)高二期中)如圖所示平行金屬板A、B組成的電容器，充電后與靜電計(jì)相連。實(shí)驗(yàn)中極板所帶電荷量不變，下列說法正確的是()A．在A、B兩板間平行插入厚度小于極板間距的陶瓷板，電容C變小B．在A、B間緊貼極板平行插入厚度小于極板間距的鋁板，靜電計(jì)指針張角變大C．將B板向上平移少許，靜電計(jì)指針張角變大D．將B板向左平移少許，兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度不變答案CD解析在兩板間平行插入厚度小于極板間距的陶瓷板，相對(duì)介電常數(shù)變大，根據(jù)電容公式C＝eq\f(εrS,4πkd)可得電容變大，A錯(cuò)誤；在A、B間緊貼極板平行插入厚度小于極板間距的鋁板，相當(dāng)于減小極板間距離，可知電容增大，根據(jù)U＝eq\f(Q,C)以及帶電荷量不變，電容增大，可知電勢(shì)差減小，靜電計(jì)指針張角變小，B錯(cuò)誤；將B板向上平移少許，正對(duì)面積減小，電容減小，同理可知電勢(shì)差變大，靜電計(jì)指針張角變大，C正確；根據(jù)公式C＝eq\f(εrS,4πkd)，U＝eq\f(Q,C)，E＝eq\f(U,d)，聯(lián)立可得E＝eq\f(4πkQ,εrS)，可知將B板向左平移少許，極板間距改變，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，D正確。4.如圖所示為一種電容傳聲器。b是固定不動(dòng)的金屬板，a是能在聲波驅(qū)動(dòng)下沿水平方向振動(dòng)的金屬膜片，a、b構(gòu)成一個(gè)電容器。其工作原理是當(dāng)聲波作用于金屬膜片時(shí)，金屬膜片發(fā)生相應(yīng)的振動(dòng)，于是就改變了它與固定極板b間的距離，從而使電容發(fā)生變化，而電容的變化可以轉(zhuǎn)化為電路中電信號(hào)的變化，閉合開關(guān)K，若聲源S發(fā)出聲波使a向右運(yùn)動(dòng)時(shí)()A．電容器的電容減小B．a(chǎn)、b板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小C．電容器極板上的電荷量增大D．流過電流表的電流方向?yàn)樽杂蚁蜃蟠鸢窩解析聲源S發(fā)出聲波使a向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩極板間距減小，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，電容器的電容變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)E＝eq\f(U,d)可知，兩板間距減小，則a、b板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)Q＝CU可知，電容器極板上的電荷量增大，選項(xiàng)C正確；電容器充電，則流過電流表的電流方向?yàn)樽宰笙蛴遥x項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.(2023·運(yùn)城市高二期中)如圖所示，平行板電容器的兩極板A、B接于電源兩極，一個(gè)帶正電小球懸掛在電容器內(nèi)部。閉合開關(guān)S，電容器充電，這時(shí)懸線偏離豎直方向的夾角為θ，下列說法正確的是()A．保持開關(guān)S閉合，將A板向上移動(dòng)少許，則θ減小B．保持開關(guān)S閉合，將A板水平向左遠(yuǎn)離B板，則θ不變C．?dāng)嚅_開關(guān)S，將A板水平向左遠(yuǎn)離B板時(shí)，則θ不變D．?dāng)嚅_開關(guān)S，將A板向上移動(dòng)少許，則θ減小答案C解析若保持S閉合，則電容器兩極板之間的電壓保持不變，因此根據(jù)E＝eq\f(U,d)可知，將A板向上移動(dòng)少許，距離d不變，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，則靜電力不變，θ不變；將A板水平向左遠(yuǎn)離B板時(shí)，距離d增大，電場(chǎng)強(qiáng)度減小，則靜電力減小，θ減小，故A、B錯(cuò)誤；若斷開S，電容器帶電荷量保持不變，由C＝eq\f(εrS,4πkd)，C＝eq\f(Q,U)，E＝eq\f(U,d)可得E＝eq\f(4πkQ,εrS)，將A板水平向左遠(yuǎn)離B板時(shí)，由于Q、S、εr不變，只是d變化，所以電場(chǎng)強(qiáng)度不變，故靜電力不變，則θ不變；將A板向上移動(dòng)少許時(shí)，Q、εr不變，S減小，則電場(chǎng)強(qiáng)度增大，故靜電力增大，則θ增大，故C正確，D錯(cuò)誤。6.(2023·惠州市實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二期中)近年來(lái)醫(yī)用口罩需求陡增，熔噴布是醫(yī)用口罩的最核心的材料。工廠在生產(chǎn)熔噴布時(shí)為了實(shí)時(shí)監(jiān)控其厚度，通常要在生產(chǎn)流水線上設(shè)置如圖所示傳感器，其中A、B為平行板電容器的上、下兩個(gè)極板，上下位置均固定，且分別接在恒壓直流電源的兩極上，G是靈敏電流計(jì)。熔噴布勻速?gòu)膬蓸O板間穿過，當(dāng)熔噴布的厚度變薄時(shí)會(huì)導(dǎo)致相對(duì)介電常數(shù)變小，則熔噴布()A．突然變薄，電容器兩端電壓會(huì)變大B．突然變薄，電容器的電容會(huì)變大C．突然變厚，A、B兩個(gè)極板間的電場(chǎng)會(huì)變?nèi)鮀．突然變厚，會(huì)有自b向a的電流答案D解析由于電容器接在恒壓直流電源的兩極上，因此熔噴布變薄或變厚，電容器兩端電壓都不會(huì)變，A錯(cuò)誤；由電容器電容的決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，當(dāng)熔噴布的厚度變薄時(shí)，導(dǎo)致相對(duì)介電常數(shù)εr變小，電容器的電容C變小，B錯(cuò)誤；由于電容器接在恒壓直流電源的兩極上，兩個(gè)極板間的電壓不變，上、下兩個(gè)極板的上下位置均固定，由E＝eq\f(U,d)可知，A、B兩個(gè)極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不變，C錯(cuò)誤；當(dāng)熔噴布變厚時(shí)，導(dǎo)致相對(duì)介電常數(shù)εr變大，電容C變大，電壓U不變，由Q＝CU，可知電容器的兩極板所帶電荷量Q增加，則會(huì)有自b向a的充電電流流過靈敏電流計(jì)，D正確。7.(多選)(2023·福州格致中學(xué)高二期中)如圖是一種通過測(cè)量電容器電容的變化，來(lái)檢測(cè)液面高低的儀器原理圖，電容器的兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線接到指示器上，指示器可顯示電容的大小，下列關(guān)于該儀器的說法中正確的有()A．該儀器中電容器的兩個(gè)電極分別是金屬芯柱和導(dǎo)電液體B．芯柱外面的絕緣層越厚，該電容器的電容越大C．容器中液面升高，相當(dāng)于兩平行板間的距離增大，電容器電容減少D．如果指示器顯示出電容增大了，則說明容器中液面升高了答案AD解析電容器的兩個(gè)電極是可以導(dǎo)電的，分別是金屬芯柱和導(dǎo)電液體，A正確；芯柱外套的絕緣層越厚，金屬芯柱和導(dǎo)電液體之間距離越大，相當(dāng)于兩平行板間的距離增大，電容器電容減小，B錯(cuò)誤；容器中液面升高，金屬芯柱和導(dǎo)電液體正對(duì)面積增大，相當(dāng)于平行板電容器的正對(duì)面積增大，電容器電容增大，C錯(cuò)誤，D正確。8.(多選)(2023·重慶市第七中學(xué)校高二期中)加速度的測(cè)量可以使用電容式加速度傳感器，其結(jié)構(gòu)原理圖如圖所示，質(zhì)量塊右側(cè)連接輕質(zhì)彈簧，左側(cè)連接電介質(zhì)，彈簧與電容器固定在外框上，質(zhì)量塊帶動(dòng)電介質(zhì)移動(dòng)改變電容，下列說法正確的是()A．電介質(zhì)插入極板越深，電容器電容越小B．電介質(zhì)插入極板越深，電容器電容越大C．當(dāng)電介質(zhì)抽出極板時(shí)，電流從a點(diǎn)流向b點(diǎn)D．當(dāng)電介質(zhì)抽出極板時(shí)，電流從b點(diǎn)流向a點(diǎn)答案BD解析根據(jù)電容器電容公式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，電介質(zhì)插入越深，電容器的電容越大，B正確，A錯(cuò)誤；根據(jù)電容器電容公式C＝eq\f(εrS,4πkd)、C＝eq\f(Q,U)可知，當(dāng)電介質(zhì)抽出極板時(shí)，電容降低，由于與電源連接，導(dǎo)致電壓不變，故電荷量降低，電容器放電，電流從b點(diǎn)流向a點(diǎn)，C錯(cuò)誤，D正確。9.(2022·銀川一中期中)如圖所示是一個(gè)平行板電容器，其電容為C，帶電荷量為Q，上極板帶正電，兩極板間距為d?，F(xiàn)將一個(gè)帶正電且電荷量為q的試探電荷由兩極板間的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)間的距離為s，AB連線與極板間的夾角為30°，則靜電力對(duì)該試探電荷所做的功等于()A.eq\f(qCs,Qd)B.eq\f(qQs,Cd)C.eq\f(qQs,2Cd)D.eq\f(qCs,2Qd)答案C解析電容器兩極板間電勢(shì)差為U＝eq\f(Q,C)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝eq\f(U,d)＝eq\f(Q,Cd)。而A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差為UAB＝Es·sin30°＝eq\f(Qs,2Cd)，靜電力對(duì)該試探電荷所做的功為W＝qUAB＝eq\f(qQs,2Cd)，故選C。10.(多選)(2023·惠來(lái)縣第一中學(xué)高二期中)如圖，平行板電容器與直流電源連接，電源正極接地。初始電容器不帶電，閉合開關(guān)，電路穩(wěn)定后，一個(gè)帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是()A．帶電油滴帶正電B．保持開關(guān)閉合，上極板下移，帶電油滴向上運(yùn)動(dòng)C．保持開關(guān)閉合，上極板上移，P點(diǎn)電勢(shì)降低D．電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)，下極板下移，帶電油滴保持靜止答案BCD解析電容器上極板與電源正極相連，上極板帶正電，油滴受到的靜電力方向向上，則油滴帶負(fù)電，故A錯(cuò)誤；保持開關(guān)閉合，電容器兩極板間電壓不變，上極板下移，兩板間距離減小，根據(jù)E＝eq\f(U,d)可知電場(chǎng)強(qiáng)度增大，則帶電油滴向上運(yùn)動(dòng)，故B正確；同理，保持開關(guān)閉合，電容器兩極板間電壓不變，上極板上移，兩板間距離變大，電場(chǎng)強(qiáng)度變小，P點(diǎn)到下極板的距離不變，根據(jù)U＝Ed可知P到下極板的電勢(shì)差變小，而下極板的電勢(shì)不變，則P點(diǎn)的電勢(shì)降低，故C正確；電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)，電容器電荷量不變，根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)、C＝eq\f(Q,U)可得電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝eq\f(4πkQ,εrS)，下極板下移，電場(chǎng)強(qiáng)度不變，帶電油滴受力情況不變，帶電油滴保持靜止，故D正確。11.一平行板電容器充電后與電源斷開，負(fù)極板接地。兩極板間有一個(gè)正試探電荷固定在P點(diǎn)，如圖所示。以C表示電容器的電容、E表示兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度、φ表示P點(diǎn)的電勢(shì)、Ep表示正電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能。若正極板保持不動(dòng)，將負(fù)極板緩慢向右平移一小段距離x0的過程中，各物理量與負(fù)極板移動(dòng)距離x的關(guān)系圖像正確的是()答案C解析由C＝eq\f(εrS,4πkd)可知d減小時(shí)，C變大，但不是一次函數(shù)關(guān)系，A錯(cuò)誤；在電容器兩極板所帶電荷量一定的情況下，U＝eq\f(Q,C)，E＝eq\f(U,d)＝eq\f(4πkQ,εrS)，E與d無(wú)關(guān)，即與x無(wú)關(guān)，E－x圖像為平行于橫軸的直線，B錯(cuò)誤；在負(fù)極板接地的情況下，設(shè)P點(diǎn)最初到負(fù)極板的距離為l，則負(fù)極板向右平移后P點(diǎn)的電勢(shì)為φ＝E(l－x)，即φ－x圖像為向下傾斜的直線，C正確；正試探電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能Ep＝qφ＝qE(l－x)，即Ep－x圖像為向下傾斜的直線，D錯(cuò)誤。12.如圖所示，水平金屬板A、B分別與電源兩極相連，帶電油滴處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將B板右端向下移動(dòng)一小段距離，兩金屬板表面仍均為等勢(shì)面，則該油滴()A．仍然保持