Question

3．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，平行金属板电容器中带电质点P原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器R₄的滑片向b端移动时，则下列说法正确的是（　　）

• A． 电压表读数减小，电流表读数减小
• B． 电源发热功率增大，电源效率降低
• C． 电容器的电荷量减小，质点P将向上运动，且带负电
• D． R₁上消耗的功率逐渐增大，R₃消耗的功率逐渐增大

Answer 1

分析 当滑动变阻器R₄的滑片向b端移动时，其接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析干路电流的变化，由欧姆定律确定电容器两极板间电压的变化，分析质点P如何运动．根据干路电流和通过R₃的电流变化，确定通过电流表的电流变化．根据R₃和R₂的电压变化，判断电压表示数的变化．根据电源的内电阻与外电阻的关系，分析电源的输出功率如何变化和电源效率．

解答 解：当滑动变阻器R₄的滑片向b端移动时，其接入电路的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知干路电流I增大．电源发热功率P_r=I²R增大，电源效率η=$\frac{R}{R+r}$，知电源效率降低，故B正确；
电容器板间电压等于R₃的电压．R₄减小，ab间并联部分的总电阻减小，则R₃的电压减小，R₃上消耗的功率逐渐减小，电容器板间场强减小，质点P所受的电场力减小，所以质点P将向下运动，上极板带正电，故粒子带负电．故C错误；
流过电流表的电流I_A=I-I₃，I增大，I₃减小，则I_A增大，所以电流表读数增大．
R₄的电压U₄=U₃-U₂，U₃减小，U₂增大，则U₄减小，所以电压表读数减小．故A错误；
由于R₁的阻值电流增大，故R₁上消耗的功率逐渐增大，则R₃的电压减小，电阻不变，故消耗功率减小，故D错误；
故选：B．

点评 本题是电路动态变化分析问题，先分析变阻器接入电路的电阻变化，再分析外总电阻变化和总电流的变化，接着分析局部电路电压和电流的变化