Question

关于二极管和电容的题

如图，接通电路后增大电容器两板间的距离，问电容器电容大小的变化以及电容器带电量的变化。
我知道电容器电容大小会变小，问题出在电容器带电量的变化上。答案是不变，但我想，左边二极管有单向导电性，电荷回不去，所以电容器左板带电量不变；但为什么右板的带电量也不变呢？电容器两板必须带等量相反电荷吗?
还有，老师说带电量不变，而电容变小，那么由Q=CU得U变大，就是说电容器两板间电压比电源电压还大，这怎么理解呢？（我就觉得有点不合常理）

Answer 1

由于电荷的相互作用，电容两端的电荷数是永远相等的
当两板距离增大，电荷相互吸引减弱，电容容量减小，电荷就要流回电池
但由于二极管的阻碍，电荷流不回去，所以电荷还在电极板上，同样的电荷，更远的距离产生了更大的电压。

Answer 2

1、电容器两板必须带等量异性电荷，原因是，电容器无论充电还是放电，都必须构成包括电容器本身在内的完整回路，这样，根据电荷守恒，一个极板上的电子，必然是由另一个极板通过充放电回路转移而来；
2、你说的U升高结论是正确的，原因是由于二极管的单向导电性造成的。但这与我们的常识似乎不吻合，原因是，我们分析上述电路时，分析的并不是实际元件，而是理想元件，也就是说，图中二极管没有方向电流、反向电阻值无穷大、且没有电容效应，这样AB极板拉开时，极板上的电荷不会因为UAB大于电源电压而形成放电电流，也不会等效为一个电容器而与CAB产生分压。

Answer 3

接通后因为电容器已经充满电，增大电容极板距离，电容两端电压升高，此时理应电容有电流向电池方向流动，即电流方向为电容正极——二极管——电池正极；但是因为二极管的单向导通特性，导致电容无法向电池充电，所以电容两端电荷量不变。