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      電容器的兩種工作狀態(tài)

      2018-03-06 17:15:46李萍
      新高考·高一物理 2017年7期
      關鍵詞:板間所帶電場線

      李萍

      平行板電容器的動態(tài)分析是高中物理的常見問題,處理此類問題,首先要明確電容器的兩種工作狀態(tài):

      ①電容器保持與電源連接,則電容器兩極板間電壓U不變;

      ②電容器先充電,后與電源斷開,則電容器所帶電荷量Q不變。

      例1 如圖2所示,將平行板電容器與電池兩端相連,兩極板間的帶電塵埃恰好處于靜止狀態(tài)。若將上板緩慢地下移一些,其他條件不變,則( )

      A.電容器內的電場強度不變,塵埃仍靜止

      B.電場強度變大,塵埃將向上做加速運動

      C.電流計G中將有電流,方向是a→b

      D.電容器所帶的電荷量增加

      解析 平行板電容器保持與電源連接,兩極板間電壓U不變。將上板緩慢地下移一些,即板間距離d減小。

      二、電容器所帶電荷量Q不變

      如圖1所示,先將開關S與a連接,然后斷開開關,則電容器所帶電荷量Q不變。(注意:若先將開關S與a連接,然后與b連接,則電容器放電。)

      由上式可知,E與d無關,所以電容器兩極板間電場強度E不變。

      其實,當Q不變時,電容器兩極板間電場強度E的變化情況也可定性分析。

      ①僅改變電容器兩極板間的正對面積S,則當S增大時,兩極板上的電荷密度變小,兩極板間電場線變疏,所以E減?。环粗?,當S減小時,兩極板上的電荷密度變大,兩極板間電場線變密,所以E增大。

      ②僅改變電容器兩極板間的距離d,則兩極板上的電荷分布不改變,兩極板間電場線的疏密程度不改變,所以E不變。

      例2 如圖3所示,一平行板電容器充電后與電源斷開,負極板接地,在兩極板間有一正電荷(電荷量很?。┕潭ㄔ赑點。以E表示兩極板間的場強,U表示電容器的電壓,Ep表示正電荷在P點的電勢能。若保持負極板不動,將正極板移到圖中虛線所示位置,則( )

      A.U變小,Ep不變

      B.E變大,Ep不變

      C.U變小,Ep變小

      D.E不變,Ep變小

      解析 平行板電容器充電后與電源斷開,電荷量Q不變。endprint

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