Question

14．如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=9V，內(nèi)電阻r=5Ω，變阻器的最大電阻R_max=5.0Ω，R₂=1.5Ω，平行板電容器C的兩金屬板水平放置．在開(kāi)關(guān)S與a接觸且電路穩(wěn)定后，電源恰好有最大的輸出功率，此時(shí)在平行板電容器正中央的一個(gè)帶電微粒也恰能靜止．那么（　�。�

• A． S與a接觸a電路穩(wěn)定后，R_i接入電路的電阻值為3Ω，電源的輸出功率為4.5W
• B． S與a接觸且電路穩(wěn)定后，若增大R₁的阻值，則R₂兩端的電壓將增大
• C． 在題設(shè)條件下，將開(kāi)關(guān)由a擲向b（未接觸b），該過(guò)程中帶電微粒將向下運(yùn)動(dòng)
• D． 在題設(shè)條件下，將并關(guān)擲向b后，電容器C所帶電荷量將增大

Answer 1

分析 根據(jù)當(dāng)外電阻等于內(nèi)電阻時(shí)，電源的輸出功率最大去求解．電路的動(dòng)態(tài)分析抓住電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻不變，結(jié)合閉合電路歐姆電路進(jìn)行分析．
對(duì)微粒進(jìn)行受力分析，根據(jù)微粒處于平衡狀態(tài)，判斷出微粒的電性．當(dāng)開(kāi)關(guān)接向b（未接觸b）的過(guò)程中，電容器電荷量未變，從而判斷出微粒的運(yùn)動(dòng)狀況．

解答 解：A、在開(kāi)關(guān)S與a接觸且當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，電源恰好有最大的輸出功率，可知有R₁+R₂=r．R₁=r-R₂=4.5-1.5=3Ω，則R₁=3Ω．電源的輸出功率P_m=$\frac{{E}^{2}}{4r}$=$\frac{{9}^{2}}{4×4.5}$=4.5W．故A正確．
B、電容器所在的支路相當(dāng)于斷路，在題設(shè)條件下，R₁和R₂及電源構(gòu)成串聯(lián)電路，R₁的阻值增大時(shí)，總電阻增大，總電流減小，R₂兩端的電壓減�。�故B錯(cuò)誤．
C、在開(kāi)關(guān)S與a接觸且當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，在平板電容器正中央引入一帶電微粒，也恰能靜止．微粒受重力和電場(chǎng)力平衡．而上極板帶正電，可知微粒帶負(fù)電．當(dāng)開(kāi)關(guān)接向b（未接觸b）的過(guò)程中，電容器所帶的電量未變，電場(chǎng)強(qiáng)度也不變，所以微粒不動(dòng)．故C錯(cuò)誤．
D、將并關(guān)擲向b后，由于R₂＜R₁，則電容器的電壓降低，其帶電量將減小，故D錯(cuò)誤．
故選：A．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握在什么情況下，電源的輸出功率最大，以及電容器的特性．