Question

4．如图所示，两板间距为d的平行板电容器与一电源连接，开关S闭合，电容器两板间有一质量为m，带电荷量为q的微粒静止不动，下列叙述中正确的是（　　）

• A． 微粒带的是正电
• B． 电源电动势的大小大于$\frac{mgd}{q}$
• C． 断开开关S，把电容器两极板间距离增大微粒将向下做加速运动
• D． 保持开关S闭合，把电容器两极板间距离增大微粒将向下做加速运动

Answer 1

分析 带电荷量为q的微粒静止不动，所受的电场力与重力平衡，由平衡条件分析微粒的电性．由公式E=$\frac{U}{d}$，求解电源电动势．断开电键s，根据微粒的电场力有无变化，分析微粒的运动情况．保持开关S闭合，把电容器两极板距离减小，可根据电容的决定式、定义式和场强公式E=$\frac{U}{d}$，判断出板间场强不变，微粒不动．

解答 解：
A、由题，带电荷量为q的微粒静止不动，则微粒受到竖直向上的电场力作用，而平行板电容器板间场强方向竖直向下，则微粒带负电．故A错误．
B、由平衡条件得：mg=q$\frac{U}{d}$ 得，电源电动势的大小为E=U=$\frac{mgd}{q}$．故B错误．
C、断开开关S，电容器所带电量不变，当把电容器两极板间距离增大，由C=$\frac{?S}{4πkd}$、C=$\frac{Q}{U}$ 和E=$\frac{U}{d}$，可得电容器板间场强E=$\frac{4πkQ}{?S}$，则场强不变，微粒所受的电场力不变，则微粒仍静止不动．故C错误．
D、保持开关S闭合，把电容器两极板距离增大，由E=$\frac{U}{d}$，知板间场强减小，微粒所受电场力减小，则微粒向下做加速运动．故D正确．
故选：D．

点评 本题整合了微粒的力平衡、电容器动态分析，由平衡条件判断微粒的电性，由E=$\frac{U}{d}$，分析板间场强如何变化，判断微粒是否运动．