Question

如圖所示實驗裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素，其中，電容器左側極板和靜電計外殼接地，電容器右側極板與靜電計金屬球相連．
（1）用摩擦過的玻璃棒或橡膠棒接觸

右側

極板（選填左側或右側）使電容器帶電．
①上移其中一極板，可觀察到靜電計指針偏轉角

變大

（選填變大，變小或不變）；
②將極扳間距離減小時，可觀察到靜電計指針偏轉角

變小

（選填變大，變小或不變）；
③兩板間插入電介質時，可觀察到靜電計指針偏轉角

變小

（選填變大，變小或不變）．
（2）由以上實驗現象得到的結論是

電容器的電容與兩板間的距離、正對面積和是否插入電介質有關，并且隨距離的增大而減小，隨正對面積的增大而增大，隨電介質的插入而增大

?
（3）下列關于實驗中使用靜電計的說法中正確的有

A

A．使用靜電計的目的是觀察電容器電壓的變化情況
B．使用靜電計的目的是測量電容器電量的變化情況
C．靜電計可以用電壓表替代
D．靜電計可以用電流表替代．

Answer 1

分析：本題（1）（2）的關鍵是先由靜電計偏轉角的變化情況推知電容器兩板電壓變化情況，再由C=

Q

U

及電量不變推出電容器電容變化情況，從而推知電容器的電容與兩板距離、正對面積以及電介質有關．本題（3）的關鍵是明確靜電計與電壓表（或電流表）的區別，靜電計是一個電容器，當靜電計與電容器兩板相連時，兩板電荷不會中和，而電壓表（或電流表）與電容器相連時，電容器兩板電荷會中和．

解答：解：（1）用摩擦過的玻璃棒或橡膠棒接觸右側極板，可使電容器帶電，因為若與左側極板接觸，由于左側極板接地而使電荷被“中和”，從而不能使電容器帶電．
①電容器充電后兩極板帶電量不變，上移其中一個極板時，發現電容器偏轉角變大．
②電容器充電后兩極板帶電量不變，當極板間距離d減小時，發現靜電計偏轉角變小． 
③當兩板間插入電介質時，發現靜電計偏轉角變小． 
（2）由上實驗可知：①中由c=

Q

U

可知，Q不變，U變大，所以電容c變小，說明電容c與兩板的正對面積有關且隨正對面積的減小而減小；
②中由c=

Q

U

可知，Q不變，U變小，則電容c變大，說明電容器的電容與電容器兩板間距離有關，隨距離的減小而增大；
③中由c=

Q

U

可知，Q不變U變小，所以電容c變大，說明電容器的電容與電介質有關，且插入電介質后電容變大．
綜上所述，電容器的電容與兩板間的距離、正對面積和是否插入電介質有關，并且隨距離的增大而減小，隨正對面積的增大而增大，隨電介質的插入而增大．
（3）A、因為靜電計的偏轉角大小與電壓成正比，所以使用靜電計的目的是觀察電容器兩端的電壓的變化情況，A正確．
B、使用靜電計無法直接測量電容器電量的變化，B錯誤．
C、靜電計不能用電壓表代替，因為若是電壓表，當電壓表的兩極與電容器的兩極板連接時，兩板的正負電荷會發生中和而失去電量，這樣就無法研究電容與什么因素有關了，所以C錯誤．
D、靜電計不能用電流表替代，因為若電容器與電流表相連時，電容器會很快放電完畢并且可能由于瞬時電流太大而燒壞電流表．
故答案為：（1）右側，①變大，②變小，③變小
（2）電容器的電容與兩板間的距離、正對面積和是否插入電介質有關，并且隨距離的增大而減小，隨正對面積的增大而增大，隨電介質的插入而增大
（3）A

點評：有關電容器問題要注意：（1）當電容器充電后與電源斷開時電量不變，始終與電源連接時電壓不變；（2）公式C=

Q

U

、E=

U

d

以及C=

∈S   正對

4πkd

的應用．