Question

如图所示 平行板电容器经开关S与电源连接，S闭合一段时间后断开，a处固定一带电量很小的正点电荷，φ_a表示a点电势，Fa表示点电荷受的电场力，E_pa表示在a点的电势能，现将电容器B板向下移动一小段距离使板间距离增大，则（　　）

A．φ_a变小，Fa变大，E_pa变小

B．φ_a变大，Fa不变，E_pa变大

C．φ_a不变，Fa变小，E_pa不变

D．φ_a不变，Fa不变，E_pa不变

Answer 1

分析：电容器充电与电源断开，所带电量不变．根据电容的决定式C=

?S

4πkd

、E=

U

d

、C=

Q

U

结合分析板间场强是否变化．B极板接地，电势为零，根据a与B板的电势差的变化情况，判断a点的电势如何变化，即可确定电势能如何变化．

解答：解：由式C=

?S

4πkd

、E=

U

d

、C=

Q

U

得板间场强E=

4πkQ

?S

．由题意，S、Q、?均不变，k是常量，则E不变，点电荷受的电场力F_a=qE，则知F_a不变；
根据公式U=Ed知，B板向下移动时，a与B板间的电势差增大，而B极板接地，电势为零，a点电势高于B板电势，大于零，则知a点电势变大，即φ_a变大，q是正电荷，由电势能公式E_pa=qφ_a知，E_pa变大．
故选B

点评：本题关键是掌握推论：E=

4πkQ

?S

，判断出板间场强不变，再根据U=Ed、E_pa=qφ_a，判断电势和电势能的变化．