Question

如图电路中，两平行金属板 A、B 竖直放置，电源电动势E=14V、内阻 r=1Ω，电阻R₁=2Ω．滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将初动能为7eV的电子从小孔处水平射入板间．不考虑空气阻力．则以下判断正确的是（　　）

A、电子到达B板时的动能为1eV

B、将B板向A板靠近，电子将和B板相碰

C、若将滑动变阻器的滑片P向左移动，电子可能与B板相碰，同时电压表读数变大

D、若将滑动变阻器的滑片P向右移动，电子可能与B板相碰，同时电压表读数变小

Answer 1

分析：A、AB两板之间的电势差等于滑动变阻器两端的电压，根据闭合电路的欧姆定律和电路的知识解出AB间的电压，将电子从小孔处水平射入板间，假设能到达B板，根据动能定理：Ue=E_k2-E_k1，代入数据，计算末动能，根据末动能的正负说明电子有没有到达B板，以及到达时时动能大小．
B、将B板向A板靠近，并没有改变AB之间的电势差，电子从A向B运动过程中客服电场力做功的大小并没有改变．
C、若将滑动变阻器的滑片P向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，总电阻变大，路端电压变大，总电流变小，R₁两端的电压变小，故AB两板间的电压变大，电子从A板向B板运动过程中，克服电场力做功变大．
D、若将滑动变阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，路端电压变小，故电压表的读数变小．而总电流变大，R₁两端的电压变大，故AB两板间的电压变小，电子从A板向B板运动过程中，克服电场力做功变小．

解答：解：A、AB两板之间的电势差等于滑动变阻器两端的电压，即UAB=

E

R+R1+r

R=

14

4+2+1

×4V=8V，
将初动能为7eV的电子从小孔处水平射入板间，假设能到达B板，根据动能定理：Ue=E_k2-E_k1，代入数据，得E_k2=Ue+E_K1=-8×1+7eV=-1eV＜0，说明电子没有到达B板时动能就已经减为零了．即电子不能到时B板，故A错误．
B、将B板向A板靠近，并没有改变AB之间的电势差，电子从A向B运动过程中克服电场力做功的大小并没有改变，故仍然到达不了B板．故B错误．
C、若将滑动变阻器的滑片P向左移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，总电阻变大，路端电压变大，总电流变小，R₁两端的电压变小，故AB两板间的电压变大．电子更难到达B板了．故C错误．
D、若将滑动变阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，路端电压变小，故电压表的读数变小．
而总电流变大，R₁两端的电压变大，故AB两板间的电压变小，电子从A板向B板运动过程中，克服电场力做功变小，故有可能与B板相碰．故D正确．
故选D．

点评：本题把电路的动态变化和带电粒子在电场中的运动综合了起来，要运用闭合电路的欧姆定律和动能定律来分析解题，综合能力要求较高，属于中档题．