Question

如圖所示，電源電動勢E=9V，內電阻r=4.5Ω，變阻器R_l的最大電阻R_m=5.0Ω，R₂=1.5Ω，R₃=R₄=1000Ω，平行板電容器C的兩金屬板水平放置．在開關S與a接觸且當電路穩定時，電源恰好有最大的輸出功率，在平板電容器正中央引入一帶電微粒，也恰能靜止．那么（ ）

A．在題設條件下，R₁接入電路的阻值為3Ω，電源的輸出功率為4.5W
B．引入的微粒帶負電，當開關接向b（未接觸b）的過程中，微粒將向下運動
C．在題設條件下，R₁的阻值增大時，R₂兩端的電壓增大
D．在題設條件下，當開關接向b后，流過R₃的電流方向為d→c

Answer 1

【答案】分析：A．根據當外電阻等于內電阻時，電源的輸出功率最大去求解．
B．對微粒進行受力分析，根據微粒處于平衡狀態，判斷出微粒的電性．當開關接向b（未接觸b）的過程中，電容器電荷量未變，從而判斷出微粒的運動狀況．
C．電路的動態分析抓住電動勢和內阻不變，結合閉合電路歐姆電路進行分析．
D．找出開關接a和接b上下極板所帶電荷的電性，即可確定出電流的方向．
解答：解：A．在開關S與a接觸且當電路穩定時，電源恰好有最大的輸出功率，可知R₁+R₂=r．R₂=1.5Ω，則R₁=3Ω．電源的輸出功率Pm==4.5W．故A正確．
B．在開關S與a接觸且當電路穩定時，在平板電容器正中央引入一帶電微粒，也恰能靜止．微粒受重力和電場力平衡．而上極板帶正電，可知微粒帶負電．當開關接向b（未接觸b）的過程中，電容器所帶的電量未變，電場強度也不變，所以微粒不動．故B錯誤．
C．電容器所在的支路相當于斷路，在題設條件下，R₁和R₂及電源構成串聯電路，R₁的阻值增大時，總電阻增大，總電流減小，R₂兩端的電壓減小．故C錯．
D．在題設條件下，開關接a時，上極板帶正電，當開關接向b后，下極板帶正電，流過R₃的電流方向為d→c．故D對．
故選AD．
點評：解決本題的關鍵掌握在什么情況下，電源的輸出功率最大，以及電容器的特性．