Question

请教物理题

Answer 1

此图可改为上图形式。

答：A、D，悬线偏角a变小。

1、因上下两个电容的电压总是相等的（相当于两电容器并联），总带电量是不变的，

2、当ab板距减小时，（介电系数不变）上电容器电容增大，带电量增多，

3、相应下电容器带电量减少，PQ板间电压减小，场强减小，电场力减小，悬线偏角减小。

4、将电介质换成相同大小金属板后，相当于板间距减小，ab电容增大，……

追问

ab板间距变化，电介质所占的比例变了，平均电介质会变啊

D项不明白

追答

1、ab间并不是充满介质，而是介质两边有空间。若充满固体介质，板间距很难减小。
2、把ab电容数据化来说明：
（1）若两边空间与中间介质等宽，则是三个电容串联，
（2）这三个电容分别为C、2C（令介电系数为2）、C，则串联总电容是2C/5；
3、若插入与介质同厚的金属板，则是C与C串联，总电容为C/2，

C/2>2C/5, 可见，换入与介质同厚的金属板后，电容增大了。

追问

D。虽然间距缩小了但是原来的平均电介质大，现在的平均电介质小，不一定电容有变化

追答

为什么非要求得介质系数的平均值，用三个电容器串联，和两个电容器串联，这不是很能说明问题吗？

Answer 2

完善一下，C=εS/4πkd;
U=Q/C;要减小U就是要增大C
A中的平均介电常数是变了，但是这个对解题不是太关键。首先，要理解如果两个电容串联（如电阻并联），结果的电容，比最小的还要小。反过来想，距离减小就是去掉一个串联的电容，电容值必将增大。故A对，B错；
C就是把串联的两个电容中的一个变小，结果一定变小，不行；
D实质和A一样是拿去一个电容（同外形金属电容为零），结果一定变大；
故应选AD，（刚才时间太急没看清楚）

追问

A项哪来的电容器串联，本来就只有1个电容器

追答

其实基板的面积固定后，A选项就可以认为移动前和移动后是少串联了减小部分的电容。至于直接的例子mfz48 大神已经说了，我就不多说了。D选项就不要纠结平均介电常数的问题了，是变了。
就只要知道，换成金属块之后，中间就是等电势的，算平均介电常数就是空气的，中间就当不存在，因为它只是相当于把左右两边的电容串联。

Answer 3

A中，缩小距离不改变介电常数。介电常数只和两极板之间物体材料有关。
D中换成金属板就是改变介电常数，金属板肯定更容易导电所以介电常数比木头小。