Question

6．一平行板电容器充电后，开关保持闭合，上极板接地，在两极板间有一负电荷（电量很小）固定在P点，如图所示，以E表示两极板间的场强，Q表示电容器的带电量，φ表示P点的电势，以E_p表示负电荷在P点的电势能．若保持下极板不动，将上极板移到图中虚线所示的位置，则（　　）

• A． φ不变，E不变
• B． E变小，E_p变大
• C． Q变小，E_p不变
• D． φ变小，Q不变

Answer 1

分析 平行板电容器充电后，开关保持闭合，电容器的电压保持不变．将上极板向上移动，电容减小，根据电容的定义式判断电容器的电量变化．根据公式E=$\frac{U}{d}$分析板间场强的变化，先研究P点与下极板间电势差的变化，再研究P点电势的变化．

解答 解：由题，电容器的电压U保持不变，将上极板向上移动，板间距离d增大，根据公式E=$\frac{U}{d}$分析得知，板间场强E变小；
电压U保持不变，电容C减小，由C=$\frac{Q}{U}$得到，电容器的带电量Q变小．
P点与下极板间距离不变，E变小，根据公式U=Ed，P点与下极板间的电势差变小，则P点与上极板间电势差变大．电场线方向向下，P点电势比上板电势低，则P点电势Φ降低，负电荷在P点的电势能E_P变大．故B正确，ACD错误．
故选：B．

点评 本题是电容器动态变化分析问题，抓住电压不变是关键．对于电势能的变化，往往根据下列推论判断：负电荷在电势低处电势能大，在电势高处电势能小．