Question

【題目】如圖所示，P、Q為一平行板電容器的兩個豎直放置的金屬板，在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球，閉合開關S，小球靜止時，懸線偏離豎直方向a角，則有（　　）

A. 小球一定帶正電

B. 若斷開開關S，小球將回到豎直位置

C. 若斷開開關S，將P板向上微移，懸線偏角將變大

D. 保持開關S閉合，將P板向左微移，懸線拉力將變大

Answer 1

【答案】AC

【解析】

分析小球的受力情況，即可判斷其電性；若斷開開關S，電容器帶電量不變，板間場強不變，小球仍靜止不動；將P板向上微移，根據電容的決定式和定義式C＝Q/U，結合電量不變的條件進行分析即可。保持開關S閉合時，電容器板間電壓不變，由E＝U/d、F＝qE結合分析電場力變化，從而作出判斷。

小球受重力mg、線的拉力T和電場力qE，根據共點力平衡條件可知，重力mg和電場力qE的合力F與線的拉力T必定等大反向，其受力示意圖如下圖所示，根據圖中幾何關系有：qE＝mgtanα，T＝F＝qEsinα，由于電場方向由P板指向Q板，與電場力方向相同，因此小球帶正電，故A正確。若斷開開關S，則平行板電容器兩金屬板所帶電量Q不變，兩板間電勢差U不變，因此電場強度E不變，即小球受力不變，因此小球靜止不動，故B錯誤。若斷開開關S，將P板向上微移，則平行板電容器兩金屬板所帶電量Q不變，但電容器C減小，因此兩板間電勢差U增大，電場強度E增大，因此懸線偏角α將變大，故C正確。

若保持開關S閉合，則兩板間電勢差U不變，將P板向左微移，則板間d增大，因此電場強度E減小，此懸線偏角α將變小，懸線拉力T將變小，故D正確。故選AC。