Question

如圖，水平放置的兩塊平行金屬板，分別接到電壓恒定的電源的兩極，當(dāng)電鍵閉合S時(shí)，板間一帶電油滴正好處于懸浮狀態(tài)．為了使油滴豎直向上運(yùn)動(dòng)，下列的操作可行的是（　　）

A、保持電鍵閉合，將兩板的距離減小一些

B、保持電鍵閉合，以兩板各自的左側(cè)板沿為軸，同時(shí)向上（即逆時(shí)針方向）轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度

C、斷開電鍵，將兩板的距離拉大一些

D、斷開電鍵，將兩板水平地向相反方向移開一些

Answer 1

分析：帶電液滴受到重力和電場力處于平衡，當(dāng)電場強(qiáng)度增大時(shí)，液滴將會(huì)向上運(yùn)動(dòng)．電容器始終與電源相連，兩端的電壓不變，電容器與電源斷開，所帶的電量不變，根據(jù)動(dòng)態(tài)分析判斷電場強(qiáng)度的變化．

解答：解：A、保持開關(guān)閉合，板間距離d變小，電勢差不變，根據(jù)E=

U

d

知，電場強(qiáng)度增大，電場力增大，油滴將向上運(yùn)動(dòng)．故A正確．
B、保持開關(guān)閉合，以兩板各自的左側(cè)板沿為軸，逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度，板間距離減小，場強(qiáng)增大，電場力也逆時(shí)針轉(zhuǎn)過一個(gè)小角度，液滴將沿電場力與重力的合力方向運(yùn)動(dòng)，不可能豎直向上運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤
C、將S斷開，電量Q不變，增大板間距離d，根據(jù)E=

U

d

，U=

Q

C

，C=

?S

4πkd

，得E=

4πkQ

?S

，與d無關(guān)，則E不變，帶電液滴不動(dòng)．故C錯(cuò)誤．
B、將S斷開，Q不變，將兩板水平地向相反方向移開一些，正對(duì)面積S減小，電容減小，由U=

Q

C

知，U變大，則E變大，則電場力變大，液滴向上運(yùn)動(dòng)．故D正確．
故選AD

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握電容器始終與電源相連，兩端的電壓不變，電容器與電源斷開，所帶的電量不變．