Question

10．如圖所示，電路中R₁、R₂均為可變電阻，電源內(nèi)阻不能忽略．平行板電容器C的極板水平放置．閉合電鍵S，電路達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，帶電油滴懸浮在兩板之間的a點(diǎn)靜止不動(dòng)． 如果僅改變下列某一個(gè)條件，能使油滴豎直向下運(yùn)動(dòng)的是（　�。�

• A． 減小R₁的阻值
• B． 減小R₂的阻值
• C． 增大兩板間的距離
• D． 將兩板繞過a點(diǎn)的軸（垂直于紙面）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)小角度

Answer 1

分析 電路穩(wěn)定時(shí)，電容器的電壓等于可變電阻R₁的電壓，改變R₂，對(duì)電容器的電壓沒有影響．減小R₁分擔(dān)的電壓增大，電容器的電壓減小，油滴將向下運(yùn)動(dòng)．當(dāng)接通開關(guān)S，電容器的電壓仍不變，只有間距變化才會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)強(qiáng)度變化，從而確定油滴是否運(yùn)動(dòng)．

解答 解：A、電路穩(wěn)定時(shí)，電容器的電壓等于可變電阻R₁的電壓，當(dāng)減小R₁的阻值，導(dǎo)致總電流增大，則外電壓減小，因此電容器的電壓減小，板間場(chǎng)強(qiáng)增弱，油滴將向下運(yùn)動(dòng)．故A正確．
B、電路穩(wěn)定時(shí)，當(dāng)減小R₂的阻值，不改變電路中的電流，因此電容器的電壓不變，板間場(chǎng)強(qiáng)不變，油滴將不運(yùn)動(dòng)．故B錯(cuò)誤．
C、增大兩板間的距離，因電容器的電壓不變，則電場(chǎng)強(qiáng)度減小，導(dǎo)致油滴向下運(yùn)動(dòng)．故C正確．
D、設(shè)初狀態(tài)極板間距是d，場(chǎng)強(qiáng)為E，兩板繞過a點(diǎn)的軸（垂直于紙面）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一個(gè)小角度θ，旋轉(zhuǎn)角度后，極板間距變?yōu)閐cosθ，板間電壓不變，
根據(jù)公式E=$\frac{U}kjf2dis$分析得知，板間場(chǎng)強(qiáng)變化為E′=$\frac{E}{cosθ}$，而且電場(chǎng)強(qiáng)度的方向也旋轉(zhuǎn)了θ，由受力分析可知，電場(chǎng)力在豎直方向的分力為F=qE′cosθ=qE，仍與重力平衡，水平方向電場(chǎng)力有向左的分力，所以油滴向左勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤．
故選：AC．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵分析電容器的間距不變時(shí)，看電壓是否變化．當(dāng)接通開關(guān)S，即電壓不變時(shí)，看板間距離如何變化．