Question

【題目】如圖所示，P、Q為一平行板電容器的兩個(gè)豎直放置的金屬板，在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球，閉合開關(guān)S，小球靜止時(shí)，懸線偏離豎直方向a角，則有（　　）

A. 小球一定帶正電

B. 若斷開開關(guān)S，小球?qū)⒒氐截Q直位置

C. 若斷開開關(guān)S，將P板向上微移，懸線偏角將變大

D. 保持開關(guān)S閉合，將P板向左微移，懸線拉力將變大

Answer 1

【答案】AC

【解析】

分析小球的受力情況，即可判斷其電性；若斷開開關(guān)S，電容器帶電量不變，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，小球仍靜止不動(dòng)；將P板向上微移，根據(jù)電容的決定式和定義式C＝Q/U，結(jié)合電量不變的條件進(jìn)行分析即可。保持開關(guān)S閉合時(shí)，電容器板間電壓不變，由E＝U/d、F＝qE結(jié)合分析電場(chǎng)力變化，從而作出判斷。

小球受重力mg、線的拉力T和電場(chǎng)力qE，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件可知，重力mg和電場(chǎng)力qE的合力F與線的拉力T必定等大反向，其受力示意圖如下圖所示，根據(jù)圖中幾何關(guān)系有：qE＝mgtanα，T＝F＝qEsinα，由于電場(chǎng)方向由P板指向Q板，與電場(chǎng)力方向相同，因此小球帶正電，故A正確。若斷開開關(guān)S，則平行板電容器兩金屬板所帶電量Q不變，兩板間電勢(shì)差U不變，因此電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，即小球受力不變，因此小球靜止不動(dòng)，故B錯(cuò)誤。若斷開開關(guān)S，將P板向上微移，則平行板電容器兩金屬板所帶電量Q不變，但電容器C減小，因此兩板間電勢(shì)差U增大，電場(chǎng)強(qiáng)度E增大，因此懸線偏角α將變大，故C正確。

若保持開關(guān)S閉合，則兩板間電勢(shì)差U不變，將P板向左微移，則板間d增大，因此電場(chǎng)強(qiáng)度E減小，此懸線偏角α將變小，懸線拉力T將變小，故D正確。故選AC。