Question

10．如图所示，电路中R₁、R₂均为可变电阻，电源内阻不能忽略．平行板电容器C的极板水平放置．闭合电键S，电路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间的a点静止不动． 如果仅改变下列某一个条件，能使油滴竖直向下运动的是（　　）

• A． 减小R₁的阻值
• B． 减小R₂的阻值
• C． 增大两板间的距离
• D． 将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转一个小角度

Answer 1

分析 电路稳定时，电容器的电压等于可变电阻R₁的电压，改变R₂，对电容器的电压没有影响．减小R₁分担的电压增大，电容器的电压减小，油滴将向下运动．当接通开关S，电容器的电压仍不变，只有间距变化才会导致电场强度变化，从而确定油滴是否运动．

解答 解：A、电路稳定时，电容器的电压等于可变电阻R₁的电压，当减小R₁的阻值，导致总电流增大，则外电压减小，因此电容器的电压减小，板间场强增弱，油滴将向下运动．故A正确．
B、电路稳定时，当减小R₂的阻值，不改变电路中的电流，因此电容器的电压不变，板间场强不变，油滴将不运动．故B错误．
C、增大两板间的距离，因电容器的电压不变，则电场强度减小，导致油滴向下运动．故C正确．
D、设初状态极板间距是d，场强为E，两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转一个小角度θ，旋转角度后，极板间距变为dcosθ，板间电压不变，
根据公式E=$\frac{U}{d}$分析得知，板间场强变化为E′=$\frac{E}{cosθ}$，而且电场强度的方向也旋转了θ，由受力分析可知，电场力在竖直方向的分力为F=qE′cosθ=qE，仍与重力平衡，水平方向电场力有向左的分力，所以油滴向左匀加速直线运动，故D错误．
故选：AC．

点评 本题关键分析电容器的间距不变时，看电压是否变化．当接通开关S，即电压不变时，看板间距离如何变化．