Question

16．李明与张华采用如图a所示的实验装置探究影响平行板电容器电容的因素，实验前两人首先用干电池对两极板充电，并保持两极板电量不变，然后将极板A接地，平行板电容器的极板B与一个灵敏的静电计相接．
（1）第一次两人保持极板间距离不变，仅将A极板向上移动，将会发现静电计指针偏角变大（填变大、变小、不变），说明其它条件不变时，两极板间的正对面积的变大（填变大、变小、不变）时，电容C会变大；
（2）第二次两人保持极板间正对面积不变，仅将A极板向左移动，增大电容器两极板间的距离时，发现静电计指针偏角变大（填变大、变小、不变），说明其它条件不变时，两极板间的两极板间的距离变小（填变大、变小、不变）时，电容C会变大；
（3）第三次两人保持极板间正对面积不变，极板间距离也不变，在两板间插入一玻璃片，发现静电计指针偏角变小（填变大、变小、不变），说明其它条件不变时两极板间的绝缘介质的介电常数变小（填变大、变小、不变）时，电容C会变小．

Answer 1

分析 平行板电容器与静电计相接，电容器的电量不变，先由电容的决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$分析电容的变化，根据电容的定义式C=$\frac{Q}{U}$分析电压U的变化．即可判断静电计指针偏角的变化．

解答 解：（1）保持A、B距离不变，将A板从图中位置开始向上移动，由电容的决定式式C=$\frac{?S}{4πkd}$分析可知电容变小，电容器的电量不变，根据电容的定义式C=$\frac{Q}{U}$，知极板间的电压U增大．则静电计指针偏角变大；
因此说明当其它条件不变时，两极板间的正对面积的变大时，电容C会变大．
（2）第二次两人保持极板间正对面积不变，仅将A极板向左移动，即板间距离增大，由电容的决定式式C=$\frac{?S}{4πkd}$分析可知电容变小，电容器的电量不变，根据电容的定义式C=$\frac{Q}{U}$，知极板间的电压U增大．则静电计指针偏角变大；
同理，说明其它条件不变时，两极板间的两极板间的距离变小时，电容C会变大．
（3）第三次两人保持极板间正对面积不变，极板间距离也不变，在两板间插入一玻璃片，由C=$\frac{?S}{4πkd}$和C=$\frac{Q}{U}$结合得：在保持其他量不变时，在两板间插入电介质，C变大，则电压U变小，即静电计指针偏角小；当其它条件不变时两极板间的绝缘介质的介电常数变小时，电容C会变小．
故答案为：（1）变大，变大；（2）变大，变小；（3）变小，变小；

点评 对于电容器动态分析问题，常常根据电容的决定式C=$\frac{?S}{4πkd}$、电容的定义式C=$\frac{Q}{U}$和场强公式E=$\frac{U}{d}$来进行分析．本题是电容器动态变化分析问题，根据电容的定义公式C=$\frac{Q}{U}$和电容的决定因素进行综合分析．