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，電路達到穩(wěn)定時，帶電油滴懸浮在兩板之間的a點靜止不動． 如果僅改變下列某一個條件，能使油滴豎直向下運動的是（　　）

• 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點的軸（垂直于紙面）逆時針旋轉(zhuǎn)一個小角度

Answer 1

分析 電路穩(wěn)定時，電容器的電壓等于可變電阻R₁的電壓，改變R₂，對電容器的電壓沒有影響．減小R₁分擔的電壓增大，電容器的電壓減小，油滴將向下運動．當接通開關S，電容器的電壓仍不變，只有間距變化才會導致電場強度變化，從而確定油滴是否運動．

解答 解：A、電路穩(wěn)定時，電容器的電壓等于可變電阻R₁的電壓，當減小R₁的阻值，導致總電流增大，則外電壓減小，因此電容器的電壓減小，板間場強增弱，油滴將向下運動．故A正確．
B、電路穩(wěn)定時，當減小R₂的阻值，不改變電路中的電流，因此電容器的電壓不變，板間場強不變，油滴將不運動．故B錯誤．
C、增大兩板間的距離，因電容器的電壓不變，則電場強度減小，導致油滴向下運動．故C正確．
D、設初狀態(tài)極板間距是d，場強為E，兩板繞過a點的軸（垂直于紙面）逆時針旋轉(zhuǎn)一個小角度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=$\frac{U}28lopxq$分析得知，板間場強變化為E′=$\frac{E}{cosθ}$，而且電場強度的方向也旋轉(zhuǎn)了θ，由受力分析可知，電場力在豎直方向的分力為F=qE′cosθ=qE，仍與重力平衡，水平方向電場力有向左的分力，所以油滴向左勻加速直線運動，故D錯誤．
故選：AC．

點評 本題關鍵分析電容器的間距不變時，看電壓是否變化．當接通開關S，即電壓不變時，看板間距離如何變化．