电容器的两种工作状态
李萍
平行板电容器的动态分析是高中物理的常见问题，处理此类问题，首先要明确电容器的两种工作状态：
①电容器保持与电源连接，则电容器两极板间电压U不变；
②电容器先充电，后与电源断开，则电容器所带电荷量Q不变。
例1 如图2所示，将平行板电容器与电池两端相连，两极板间的带电尘埃恰好处于静止状态。若将上板缓慢地下移一些，其他条件不变，则（ ）
A.电容器内的电场强度不变，尘埃仍静止
B.电场强度变大，尘埃将向上做加速运动
C.电流计G中将有电流，方向是a→b
D.电容器所带的电荷量增加
解析 平行板电容器保持与电源连接，两极板间电压U不变。将上板缓慢地下移一些，即板间距离d减小。
二、电容器所带电荷量Q不变
如图1所示，先将开关S与a连接，然后断开开关，则电容器所带电荷量Q不变。（注意：若先将开关S与a连接，然后与b连接，则电容器放电。）
由上式可知，E与d无关，所以电容器两极板间电场强度E不变。
其实，当Q不变时，电容器两极板间电场强度E的变化情况也可定性分析。
①仅改变电容器两极板间的正对面积S，则当S增大时，两极板上的电荷密度变小，两极板间电场线变疏，所以E减小；反之，当S减小时，两极板上的电荷密度变大，两极板间电场线变密，所以E增大。
②仅改变电容器两极板间的距离d，则两极板上的电荷分布不改变，两极板间电场线的疏密程度不改变，所以E不变。
例2 如图3所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷（电荷量很小）固定在P点。以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，Ep表示正电荷在P点的电势能。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示位置，则（ ）
A.U变小，Ep不变
B.E变大，Ep不变
C.U变小，Ep变小
D.E不变，Ep变小
解析 平行板电容器充电后与电源断开，电荷量Q不變。
平行板电容器的动态分析是高中物理的常见问题，处理此类问题，首先要明确电容器的两种工作状态：
①电容器保持与电源连接，则电容器两极板间电压U不变；
②电容器先充电，后与电源断开，则电容器所带电荷量Q不变。
例1 如图2所示，将平行板电容器与电池两端相连，两极板间的带电尘埃恰好处于静止状态。若将上板缓慢地下移一些，其他条件不变，则（ ）
A.电容器内的电场强度不变，尘埃仍静止
B.电场强度变大，尘埃将向上做加速运动
C.电流计G中将有电流，方向是a→b
D.电容器所带的电荷量增加
解析 平行板电容器保持与电源连接，两极板间电压U不变。将上板缓慢地下移一些，即板间距离d减小。
二、电容器所带电荷量Q不变
如图1所示，先将开关S与a连接，然后断开开关，则电容器所带电荷量Q不变。（注意：若先将开关S与a连接，然后与b连接，则电容器放电。）
由上式可知，E与d无关，所以电容器两极板间电场强度E不变。
其实，当Q不变时，电容器两极板间电场强度E的变化情况也可定性分析。
①仅改变电容器两极板间的正对面积S，则当S增大时，两极板上的电荷密度变小，两极板间电场线变疏，所以E减小；反之，当S减小时，两极板上的电荷密度变大，两极板间电场线变密，所以E增大。
②仅改变电容器两极板间的距离d，则两极板上的电荷分布不改变，两极板间电场线的疏密程度不改变，所以E不变。
例2 如图3所示，一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷（电荷量很小）固定在P点。以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，Ep表示正电荷在P点的电势能。若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线所示位置，则（ ）
A.U变小，Ep不变
B.E变大，Ep不变
C.U变小，Ep变小
D.E不变，Ep变小
解析 平行板电容器充电后与电源断开，电荷量Q不變。
