Question

15．如圖所示的電路中，開關K閉合．在開關S接a且電路穩(wěn)定后，電流表A₁、A₂和電壓表V的示數分別為I_1a，I_2a和U_a，電源的輸出功率為P₁，平行金屬板所帶電荷量為Q₁；這 時讓帶電微粒從P點水平射入平行板間，恰能沿圖示水平直線射出．若把平行板的上板向上移動少許，且S接b，當電路穩(wěn)定后，A₁、A₂和V表的示數分別為I_1b，I_2b和U_b，電源的輸出功率為P₂，平行板所帶電荷量為Q；粒子仍從P點水平射入．則下列判斷正確的是（　�。�

• A． I_1a=I_1b，I_2a=I_2b≠0，U_a＞U_b
• B． Q₁＜Q₂
• C． P₁＞P₂
• D． 該粒子帶負電，且第二次從P射入后，有可能打在下極板上

Answer 1

分析 電容器接在電路中相當于斷路，對電路沒有影響，所以開關S接在a還是b，電流表A₁的示數不變，電路穩(wěn)定后，平行金屬板既不充電也不放電，電流表A₂的示數為零，平行板所帶電荷量Q=CU，由$C=\frac{?S}{4πkd}$判斷C的變化，根據電路判斷電壓變化，從而判斷平行板所帶電荷量的變化，第二次射入粒子時，極板間的電壓減小了，間距變大了，電場強度減小，則粒子受到的電場力減小，根據受力情況判斷粒子能否打在下極板上．

解答 解：A、通過電流表A₁的電流${I}_{1}=\frac{E}{2R+r}$，與開關S接在a還是b無關，電路穩(wěn)定后，平行金屬板既不充電也不放電，電流表A₂的示數為零，電壓表示數U=I₁R，I₁不變，則U也不變，故A錯誤；
B、平行板所帶電荷量Q=CU，由$C=\frac{?S}{4πkd}$可知，C₁＞C₂，根據電路圖可知，S接a時電容器兩端的電壓大于接b時兩端的電壓，即U₁＞U₂，所以Q₁＞Q₂，故B錯誤；
C、開關S接在a還是b對電路沒有影響，所以電源的輸出功率不變，故C錯誤；
D、第一次射入粒子，恰能沿水平直線射出，說明粒子受力是平衡的，即電場力向上，而上極板帶正電，所以粒子帶負電；第二次射入粒子時，極板間的電壓減小了，間距變大了，電場強度減小，所以粒子受到的電場力減小，所以有可能打到下極板上，故D正確．
故選：D．

點評 本題考查閉合電路歐姆定律中的含容電路，要明確電容的性質，知道電容器接在電路中相當于斷路，電容器兩端的電壓等于與之并聯(lián)的電阻兩端的電壓，難度適中．