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在兩個相距很近的平行金屬闆中間夾上一層絕緣物質——電介質(空氣也是一種電介質），就組成了一個最簡單的電容器，叫作平行闆電容器。我們知道平行闆電容器的表達式有定義式C=Q/U和決定式

電容器間的電場強度的表達式為對于平行闆電容器，如果一個物理量發生了變化，往往會引起其他物理量發生變化，即發生動态變化。平行闆電容器的動态變化問題主要包括電容器始終與電源相連接和電容器充好電後與電源斷開兩種情況。兩種動态問題的部分情況和所涉考點如下表所示。

【調研1】如圖所示為一個由電源、電流計、平行闆電容器、開關S和導線等組成的電路，平行闆電容器水平放置，下極闆接地。開關S閉合，待電路穩定後，闆間P點有個液滴剛好處于靜止狀态。當上極闆向上移動一小段距離時，請回答下列問題：

（1）電流計中有沒有電流流過，有的話方向如何？

（2）液滴動不動，動的話将向哪個方向運動？

（3）P點的電勢将發生什麼變化？

（4）若将電流計換成一個二極管，如圖所示，則液滴動不動，動的話向哪個方向移動？

【解析】(1)容器兩端電壓U不變，由于兩極闆距離d的增大導緻電容C減小，根據Q=CU可知兩極闆帶電量減小，所以電容器放電，電流由b向a流過電流計。

（2）電容器兩端電壓U不變，兩極闆距離d增大，根據E=U/d，可知電場強度減小，液滴受到的電場力F減小，所以向下運動。

（3）因為下極闆接地，所以電勢為0，則

,假設PO’的距離為h，所以

，第（2)問已經得出電場強度E減小，所以φP減小。

（4）由第（1)問可知，電容器電荷量理應減小，對外放電，但是二極管具有單向導電性，不允許電流自右向左流過.所以電容器帶電量不變，根據

可知,電場強度不變，液滴受力不受影響，保持不動。

【調研2】如圖所示為一個由電源、電流計、平行闆電容器、開關S和導線等組成的電路。平行闆電容器水平放置,下極闆接地。開關S閉合，待電路穩定後，闆間P點有個液滴剛好處于靜止狀态。此後将開關S斷開，當上極闆向上移動一小段距離時，請回答下列問題：

(1)液滴動不動，動的話将向哪個方向運動？

（2）液滴的電勢能是否發生變化，變化的話，是增大還是減小？

（3）平行闆間的相互作用力是否發生變化，變化的話增 大還是減小？

(4)電容器存儲的電能是否發生變化，變化的話，是增大還是減小？

【解析】（1）闆間的電場強度

與極闆間距離沒有關系，電容器與電源斷開後電荷量保持不變,所以電場強度E也不變，所以液滴受力不變，液滴不動。

（2）由第（1)問可知電場強度E不變，而液滴與下極闆的距離也不變，所以與下極闆間的電勢差不變，電勢不變。

（3）平行闆電容器極闆間的相互作用力是極闆上的所有電荷受到另一極闆在電荷處産生場強對其作用力的總和。由于将上極闆向上移動一小段距離并沒有改變極闆的電荷量，也沒有改變極闆間的場強，由第（1)問可知，所以極闆間的相互作用力不變。

（4）電容器存儲的電能的變化情況可以從移動極闆而産生的電場力做功問題來研究。由于兩極闆帶異種電荷，極闆間相互吸引，所以将上極闆向上移動一小段距時，電場力做負功，電勢能增大，電容器存儲的電能增大。

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