平行板电容器、静电计、理想二极管(正向电阻为0。反向电阻无穷大)与内阻不计的电源连接成如图所示的电路,现在平行板电容器两极板间的P点固定一带负电的点电荷,其中电容器的右极板固定,左极板可左右移动少许。设静电计的张角为θ。则下列说法正确的是( )
A.若左极板向左移动少许,则θ变大,P点的电势不变
B.若左极板向左移动少许,则θ不变,P点的电势不变
C.若左极板向右移动少许,则θ不变,位于P点的点电荷的电势能减小
D.若左极板向右移动少许,则θ变小,位于P点的点电荷的电势能增大
C
【详解】
AB.静电计上的电压不变,所以静电计的张角θ不变,由于二极管具有单向导电性,所以电容器只能充电,不能放电;将电容器的左极板水平向左移时,电容器的电容减小,但不能放电,则电容器带电量不变,由和可得,电容器两极板间的电场不变,则P点的电势(x为P点到左极板的距离),则P点的电势降低,故AB错误;
CD.将电容器的左极板水平向右移时,电容器的电容增大,电场强度增大,P点的电势升高,由于P点固定的是负电荷,所以位于P点的点电荷的电势能减小,故C项正确,D项错误。
故选C。
电场的能的性质:
电场力做功的特点在电场中移动电荷时,电场力对电荷做的功只与电荷的起始位置和终止位置有关,而与电荷的运动路径无关。这一点与重力做功的情况类似。沿任一闭合路径移动一周,电场力所做的总功为零。
电势高低的比较方法:
(1)根据电场线或等势面判断。沿电场线方向,电势越来越低,电场线由电势高的等势面指向电势低的等势面。
(2)利用电势差的正负判断。判断出的正负,再由比较的大小。若,则;则
(3)利用场源电荷判断。取无穷远处为零电势点,正电荷周围电势为正值,且离正电荷近处电势高;负电荷周围电势为负值,且离负电荷近处电势低。点电荷电场中某固定点的电势与场源电荷的电性及电荷量有关。场源电荷带正电时,电荷量越大.该点电势越高;场源电荷带负电时则相反。
(4)利用电势叠加判断。苦有多个场源电荷时,每个场源电荷产生的电场中的电势已知或易于判断,可将每个电场的电势先判断后叠加从而得到总电势。
(5)根据电场力做功来判断。正电荷在电场力作用下移动时,电场力做正功,电荷由高电势处移向低电势处;正电荷克服电场力做功,电荷由低电势处移向高电势处。对于负电荷,情况正好相反。
(6)根据电势能判断。正电荷在电势高处电势能较大,负电荷在电势低处电势能较大。
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