平行板电容器的动态分析及应用

李爱琼

 动态是指由电容器决定因素（介电质常数、正对面积、板间距）的变化引起的连锁变化，这个连锁变化包括电容C、电荷量Q、电压U、电场强度E的变化。对于这一类连锁变化问题的分析，我们称之为平行板电容器的动态问题。

  对平行板电容器的有关物理量Q、E、U、C进行讨论时，关键在于弄清哪些是变量，哪些是不变量，在变量中哪些是自变量，哪些是因变量，只有过程清晰，结果才会明朗准确。我们可根据不变量，把这类问题分为两种情况来分析：1.电容器充电后断开电源，则电容器所带电量Q保持不变。2.电容器始终连接在电源上，两板间的电压保持不变。无论是哪一种情况，都可以按一下步骤进行：第一步先确定是Q不变还是E不变，第二步根据电容的决定式  判断电容C的变化，第三步根据电容的定义式C=Q/U公式判断Q、U的变化，第四步由来判断E的变化。下面我们通过例题来分析。

  例1. 一平行板电容器充电后与电源断开，负极接地，在两极板间有一正电荷（电量很小）固定在P点，如图1所示，E表示两板间的场强，U表示电容器的电压，W表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到虚线所示的位置，则（）

A. U变小，E不变； B. E变大，W变大；

C. U变小，W不变； D. U不变，W不变；

图1

解析：电容器充电后与电源断开，说明电容器带电量不变。正极板向负极板移近，由可知电容增大，由可知，U变小，而，由此可看出，场强E不变。因E不变，P点与负极板间的距离不变，可知P点的电势UP不变，那么正电荷的电势能就不变，综上所述，A、C选项正确。

将上题变为一平行板电容器一直与电源相连，其他条件不变。则（  ）。

      平行板电容器的动态问题是高考考查电容器的主要类型，这种题的主要解题思路是：（1）确定不变量，分析是电压不变还是所带电量不变。（2）用电容器电容的决定式分析电容的变化。（3）用电容器电容的定义式分析电容器带电量或两极板间电压的变化。（4）用分析电容器极板间场强的变化。