Question

高中物理，电容

高中物理，电容一平行板电容器C两极板的正对面积为S，两极板的间距为d，两极板之间为空气。若将此电容器串联一个电阻R接到电动势为E、内阻为r的电源两端，闭合开关S对电容器C充电，如图所示。下列说法正确的是
A.若保持开关闭合，增大d，则极板带电荷量Q不变
B.若保持开关闭合，减小两极板正对面积S，则两极板之间的电场强度不变
C.若断开开关，增大d，则两极板之间的电场强度减小
D.若断开开关，在两极板间插入云母片，两极板之间电压不变

Answer 1

A板电荷量-2*10^-8，B板电荷量3*10^-8
由平行板间的电容公式知，C(BC)=1/2C(AB)=5*10^-3μF
电容器AB的带电量Q1=C(AB)U=10^-2*10^-6*2C=2*10^-8C其中A板带负电，B板带正电。电容器BC的带电量Q2=C(BC)U=5*10^-3*10^-6*2C=1*10^-8C,其中B板带正电，C板带负电。所以A板电荷量QA=-Q1=-2*10^-8C,B板电荷量QB=Q1+Q2=3*10^-8C

Answer 2

闭合开关(分析AB选项)，电容充电完成后，则电容相当于断路，电源两极的电压全部加在电容上，，也就是电压U不变。依据：C=εs/4πkd，增大d，则C减小，依据C=Q/U。可得：Q减小——A错，同样条件下，S减小，不影响U。而电场E=U/d，B选项中d不变，所以E不变——B正确。
若断开开关，电容处于带电的独立状态。则Q不变。（分析CD选项）
增大d，依据C=εs/4πkd，得C减小，（依据C=Q/U）在Q不变时，U变大，板间距离不变，则E=U/d，所以两极板之间的电场强度大——C错
在两极板间插入云母片，依据C=εs/4πkd，得C减小，（依据C=Q/U）在Q不变时，U变大——D错

追问

B选项，为什么U不减小呢？S减小C减小，U＝Q/C。U不应该增大吗？

我知道啦

忘了，是在充电过程中U不变吗？

Answer 3

BC。

追问

能写下解析吗？谢谢

追答

电容是电极板正负电荷互相吸引的结果。
增大d，电荷之间的引力减少，电荷改变。
电场强度与d有关，与S无关。
插入云母板，相当于多了一块电极板，电容增大。

追问

我记得老师好像说，电容充电完成后。Q好像不变……啊，有点久远我记得不太清楚了。但能解释一下“Q不变”这个问题吗？谢谢

追答

其实是变的，有些电荷会移动到导线，如果说两边的电荷不变才对。

明不明白？

追问

不太懂

此题单选，我突然想起来