鐘其春 袁小林

摘 要：近年來，高考物理當中每年都會對電容器這一知識進行考查，其是高考考查的熱點問題，而且在每年的高考中，電容器通常會以計算題和選擇題的形式出現(xiàn)，而其中選擇題主要以電容器的電量和電壓不變兩種為主，而往往對于電量不變的試題，高中生常在解題時會出現(xiàn)誤區(qū)。通過例題分析的形式展開研究，對高中生解這類題型常出現(xiàn)的錯誤進行分析，并且分析正確的解題方法。

關鍵詞：電容器；帶電量；平行極板

我們在做物理題的時候，常常會犯這樣一類錯誤，就是用錯誤的觀點得出了正確的結論。而高中物理試題當中的電容器的帶電量就是其中一種常出現(xiàn)的錯誤解法。有關電容器的帶電量的試題，高中生使用“電容器的帶電量不變”這一錯誤觀點依然能夠得到正確答案，久而久之就使得這種錯誤思想一直存在于高中生的腦海之中，在做這種類型的習題時，常會選擇借助這種錯誤的方法進行解題。例如，2008年高考寧夏卷的一道選擇題就是這樣，市面上幾乎所有的參考資料都是用了“電容器的帶電量不變”這一錯誤觀點得出了正確答案。下面我們來針對一道典型的試題進行具體的分析。

如圖1所示，C為中間插有電介質的電容器，a和b為其兩極板；a板接地；P和M為兩豎直放置的平行金屬板，在兩板間用絕緣線懸掛一帶電小球；P板與b板用導線相連，M板接地。開始時懸線靜止在豎直方向，在板帶電后，懸線偏轉了角度α。在以下方法中，能使懸線的偏角α變大的是（ ）

A.縮小a、b間的距離

B.加大a、b間的距離

C.取出a、b兩極板間的電介質

D.換一塊形狀大小相同、介電常數(shù)更大的電介質

錯誤解答：根據(jù)題意可知，偏角變大，電場力變大，場強變大，P、M兩板間電勢差必變大。由U=Uba，U= = Q可知，在電容器的電量帶Q不變的情況下，增大兩極板間的距離、減小極板正對面積、取出極板間的電介質，都可以滿足題意。故A、D錯誤，B、C正確。

然而，“電容器C的帶電量不變”這一說法是不科學的。圖1中，P和M兩豎直放置的平行金屬板也是電容器，設其電容為C′。由分析可知，這是兩個電容器并聯(lián)連接使用的電路設置，如圖2所示。由電容器并聯(lián)的原理知，當在b板上所帶電量為Q時，與b板導線連接的P板也將帶相同電性的電量Q′。兩電容器并聯(lián)電壓相等，即Uba=UPM，所以：

= （1）

而按題目中所述的各種操作，兩個電容器的電量之和是不變的，即：

Q總=Q+Q′ （2）

聯(lián)立（1）（2）兩式，解得：Q= Q總，Q′= Q總。

可見，當電容器C的電容變化時，其所帶電量是變化的。那么這道題的正確解法是什么呢？對此我們可以這樣理解，如圖3

所示。

而Uba= = ，Uba增大，則C減小，加大a、b間的距離或取出a、b兩極板間的電介質可達到目的，故選B、C正確。而原解析，是用了錯誤的觀點得出了正確的結論。

通過以上的試題分析，借助“電容器的帶電量不變”這一思想對相關物理試題進行求解的方法是一種錯誤方法，盡管同樣能夠獲得正確的答案，但是這只是一種巧合而已。然而實際上，當電容器的電容發(fā)生變化時，其帶電量也會隨之變化。如果在實際操作之中還假設電容器的總體帶電量不變，那么必然會得到錯誤的結論。所以，我們在針對高中物理當中電容器這一內容展開學習之時，必須要對過去解題中那種錯誤思想及時進行糾正，對有關電容器的正確解法進行理解，并且養(yǎng)成一種解這類習題的正確習慣，這樣才能對這類習題進行正確的解答，同時對物理知識有一個正確的認識。

編輯 謝尾合