高中 | 电势差与电场强度的关系 题目答案及解析

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选修3-1

第一章 静电场

1.6 电势差与电场强度的关系

电势差与电场强度的关系

如图所示,平行板电容器与电动势为$E$的直流电源连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可忽略,开关闭合,稳定时一带电的油滴静止于两极板间的$P$点,若断开开关$\rm K$,将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离。若开关是闭合的,一带负电的油滴被固定于电容器中的$P$点。现将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离,则下列说法正确的是$(\qquad)$

["

平行板电容器的电容将变小

","

静电计指针张角变小

","

带电油滴的电势能减少

","

若将上极板与电源断开后再将下极板左移一小段距离,则油滴所受电场力不变

"]
[["C"]]

$\rm A$.将电容器的上极板下移后,极板间距减小,根据$C=\dfrac{\varepsilon_{\text{r}}S}{4\pi kd}$电容器的电容变大,故$\rm A$错误;

$\rm B$.电容器始终与电源相连,两极板的电势差不变,所以静电计指针张角不变,故$\rm B$错误;

$\rm C$.电容器的电势差不变,$d$减小,则电场强度$E$变大,$P$点与下极板间的电势差变大,即$P$点的电势增大,因为该油滴带负电,所以其电势能减少,故$\rm C$正确;

$\rm D$.若将电容器上极板与电源断开,则电容器的电荷量不变,当正对面积$S$减小时,电容器的电容变小,电势差增大,根据$E=\dfrac{U}{d}$电场强度变大,油滴所受电场力变大,故$\rm D$错误。

故选:$\rm C$

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