(新高考)高考物理一轮复习讲义 第8章 第2讲 闭合电路欧姆定律(含解析)
展开第2讲 闭合电路欧姆定律
一、串、并联电路的特点
1.特点对比
串联
并联
电流
I=I1=I2=…=In
I=I1+I2+…+In
电压
U=U1+U2+…+Un
U=U1=U2=…=Un
电阻
R=R1+R2+…+Rn
=++…+
2.几个常用的推论
(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻.
(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻.
(3)无论电阻怎样连接,每一段电路的总耗电功率P总是等于各个电阻耗电功率之和.
(4)无论电路是串联还是并联,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大.
自测1 一个量程为0~150 V的电压表,内阻为20 kΩ,把它与一个大电阻串联后接在
110 V电路的两端,电压表的读数是5 V.这个外接电阻是( )
A.240 Ω B.420 kΩ C.240 kΩ D.420 Ω
答案 B
二、电源 闭合电路的欧姆定律
1.电源
(1)电动势
①计算:非静电力搬运电荷所做的功与搬运的电荷量的比值,E=;
②物理含义:电动势表示电源把其他形式的能转化成电能本领的大小,在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压.
(2)内阻:电源内部导体的电阻.
2.闭合电路欧姆定律
(1)内容:闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电阻之和成反比;
(2)公式:I=(只适用于纯电阻电路);
(3)其他表达形式
①电势降落表达式:E=U外+U内或E=U外+Ir;
②功率表达式:EI=UI+I2r.
3.路端电压与外电阻的关系
(1)一般情况:U=IR=·R=,当R增大时,U增大;
(2)特殊情况:
①当外电路断路时,I=0,U=E;
②当外电路短路时,I短=,U=0.
自测2 电源的电动势为4.5 V、外电阻为4.0 Ω时,路端电压为4.0 V,若在外电路中分别并联一个6.0 Ω的电阻和串联一个6.0 Ω的电阻,则两种情况下的路端电压分别约为( )
A.4.3 V 3.72 V B.3.73 V 4.3 V
C.3.72 V 4.3 V D.4.2 V 3.73 V
答案 C
三、电路中的功率
1.电源的总功率
(1)任意电路:P总=IE=IU外+IU内=P出+P内.
(2)纯电阻电路:P总=I2(R+r)=.
2.电源内部消耗的功率
P内=I2r=IU内=P总-P出.
3.电源的输出功率
(1)任意电路:P出=IU=IE-I2r=P总-P内.
(2)纯电阻电路:P出=I2R==.
(3)纯电阻电路中输出功率随R的变化关系
①当R=r时,电源的输出功率最大为Pm=.
②当R>r时,随着R的增大输出功率越来越小.
③当R
图1
A.直线a表示电源内部的发热功率随电流I变化的图线
B.曲线b表示电源的总功率随电流I变化的图线
C.曲线c表示电源的输出功率随电流I变化的图线
D.电源的电动势E=3 V,内电阻r=2 Ω
答案 C
解析 由电源消耗总功率和电源内部消耗功率表达式PE=EI,Pr=I2r可知,a是直线,表示的是电源消耗的总功率PE随电流I变化的图线,b是抛物线,表示的是电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线,c表示外电阻的功率即为电源的输出功率PR,所以A、B错误,C正确;由题图可知,当短路时电流为2 A,总功率PE=EI=6 W,则可知电源电动势为:
E=3 V,则内电阻为r== Ω=1.5 Ω,故D错误.
1.动态电路的特点
断开或闭合开关、滑动变阻器的滑片移动、电阻增大或减小,导致电路电压、电流、功率等的变化.
2.动态分析的方法
(1)程序法:电路结构的变化→R的变化→R总的变化→I总的变化→U端的变化→固定支路→变化支路.
(2)极限法:即因滑动变阻器滑片滑动引起的电路变化问题,可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端去讨论.
例1 (2019·吉林“五地六校”合作体联考)在图2所示的电路中,R1、R2是定值电阻,当滑动变阻器滑片向上移动时( )
图2
A.电压表示数变大,电流表示数变小
B.电压表示数变小,电流表示数变大
C.电压表示数变大,电流表示数变大
D.电压表示数变小,电流表示数变小
答案 B
解析 根据题意,由题图可知,电流表与滑动变阻器串联而电压表与滑动变阻器并联,当向上移动滑片时滑动变阻器接入电路的阻值变小,再根据结论“串反并同”,可知电流表示数变大而电压表示数变小,B选项正确.
变式1 (多选)(2019·福建福州市期末)如图3所示,电源电动势E和内阻r一定,R1、R2是定值电阻,R3是光敏电阻(光敏电阻阻值随光照强度的增大而减小).闭合开关,当照射到R3的光照强度变化时,R2功率变大,以下判断正确的是( )
图3
A.电流表示数一定变小
B.电压表示数一定变小
C.R3的功率一定变大
D.照射到R3的光照强度一定增加
答案 BD
解析 由于R2功率变大,根据P=I2R可知R2的电流增大,根据“串反并同”可得R3的阻值减小,照射到R3的光照强度一定增加,电路总电阻减小,电路总电流增大,电源内电压增大,路端电压减小,所以电压表示数减小,电流表示数增大,故B、D正确,A错误;R3的阻值减小,通过R3的电流增大,根据P=I2R可知,R3的功率无法确定变化,故C错误.
1.电源的效率
η=×100%=×100%.
2.纯电阻电路
P总=EI=,
P出=R,
η=×100%=×100%.
3.电源的最大输出功率
P出=UI=I2R=R=
=
P出与外电阻R的函数关系可用如图4所示图象表示,由图象可以看出:
图4
(1)当R=r时,输出功率最大,Pm=.
(2)当R“接近”r时,P出增大,当R“远离”r时,P出减小.
(3)当P出
图5
(1)要使变阻器获得的电功率最大,则R2的取值应是多大?这时R2的功率是多大?
(2)要使R1得到的电功率最大,则R2的取值应是多大?R1的最大功率是多少?这时电源的效率是多大?
(3)调节R2的阻值,能否使电源以最大的功率输出?为什么?
答案 (1)10 Ω 1.6 W (2)0 5.12 W 80%
(3)不能 理由见解析
解析 (1)将R1和电源等效为一新电源,则新电源的电动势E′=E=8 V,内阻r′=r+R1=10 Ω,且为定值.利用电源的输出功率随外电阻变化的结论知,当R2=r′=10 Ω时,R2有最大功率,即P2max== W=1.6 W.
(2)因R1是定值电阻,所以流过R1的电流越大,R1的功率就越大.当R2=0时,电路中有最大电流,即Imax==0.8 A,R1的最大功率P1max=IR1=5.12 W,这时电源的效率η=×100%=80%.
(3)不能.因为即使R2=0,外电阻R1也大于r,不可能有的最大输出功率.
变式2 (多选)(2019·福建龙岩市期末质量检查)某同学在研究微型直流电动机的性能时,采用如图6所示的实验电路.闭合开关,并调节滑动变阻器R的阻值,使电动机不转动,此时电流表和电压表的示数分别为I1和U1.重新调节R的阻值,使电动机正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为I2和U2.则( )
图6
A.这台电动机的线圈电阻为
B.这台电动机正常运转时线圈的发热功率为U1I1
C.这台电动机正常运转时的输出功率为U2I2-I
D.这个电源的内阻为
答案 AC
解析 电动机不转动时满足欧姆定律,电动机的线圈电阻r0=,故A对;电动机正常转动时的发热功率为P1=Ir0=,故B错;这台电动机正常运转时输入功率为P2=U2I2 ,所以输出功率为P3=P2-P1=U2I2-I,故C对;若滑动变阻器的阻值R恒定不变,则根据闭合电路欧姆定律可知:E=U1+I1(r+R),E=U2+I2(r+R),解得:r+R=,由于滑动变阻器的阻值变化,且不知道具体是多少,所以电源内阻不等于,故D错.
1.截距
纵轴上的截距等于电源的电动势;横轴上的截距等于外电路短路时的电流,即I短=(如图7所示).
图7
2.斜率
图线斜率的绝对值等于电源的内阻,即r=||=,斜率的绝对值越大,电源的内阻越大.
3.面积
面积UI为电源的输出功率,而电源的总功率P总=EI,P总-P出=EI-UI为电源的发热功率.
4.图线上的点
图线上任一点对应的U、I的比值为此时外电路的电阻,即R=.
例3 (多选)如图8所示,图中直线①表示某电源的路端电压与电流的关系图线,图中曲线②表示该电源的输出功率与电流的关系图线,则下列说法正确的是( )
图8
A.电源的电动势为50 V
B.电源的内阻为 Ω
C.电流为2.5 A时,外电路的电阻为15 Ω
D.输出功率为120 W时,输出电压是30 V
答案 ACD
解析 电源的路端电压和电流的关系为:U=E-Ir,显然直线①的斜率的绝对值等于r,纵轴的截距为电源的电动势,从题图中看出E=50 V,r= Ω=5 Ω,A正确,B错误;当电流为I1=2.5 A时,由回路中电流I1=,解得外电路的电阻R外=15 Ω,C正确;当输出功率为120 W时,由题图中P-I关系图线看出对应干路电流为4 A,再从U-I图线读取对应的输出电压为30 V,D正确.
变式3 (多选)如图9所示,直线A是电源的路端电压和电流的关系图线,直线B、C分别是电阻R1、R2的两端电压与电流的关系图线,若将这两个电阻分别接到该电源上,则( )
图9
A.R1接在电源上时,电源的效率高
B.R2接在电源上时,电源的效率高
C.R2接在电源上时,电源的输出功率大
D.电源的输出功率一样大
答案 AC
解析 电源的效率η=×100%=×100%=×100%,当R1与R2分别接到电源上时,UR1>UR2,故R1接在电源上时,电源的效率高,A正确,B错误;由题图可知,R2与电源的内阻相等,R1>R2,所以R2接在电源上时,电源的输出功率大,C正确,D错误.
1.电路简化
把电容器所在的支路视为断路,简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应位置补上.
2.电容器的电压
(1)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压.
(2)电容器所在的支路中没有电流,与之串联的电阻无电压,相当于导线.
3.电容器的电荷量及变化
(1)利用Q=UC计算电容器初、末状态所带的电荷量Q1和Q2;
(2)如果变化前后极板带电的电性相同,通过所连导线的电荷量为|Q1-Q2|;
(3)如果变化前后极板带电的电性相反,通过所连导线的电荷量为Q1+Q2.
例4 (2016·全国卷Ⅱ·17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图10所示电路.开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为( )
图10
A. B. C. D.
答案 C
解析 S断开时等效电路图如图甲所示.
甲
电容器两端电压为U1=×R×=E;
S闭合时等效电路图如图乙所示.
乙
电容器两端电压为U2=×R=E,
由Q=CU得==,故选项C正确.
变式4 (多选)(2019·广东珠海市质量监测)如图11所示,直流电路中,R1、R2是定值电阻,R3是光敏电阻,其阻值随光照增强而减小.当开关S闭合时,处在电容器两板间M点的带电液滴恰好能保持静止.现用强光照射电阻R3时( )
图11
A.电源的总功率减小
B.A板的电势降低
C.液滴向上运动
D.电容器所带电荷量增加
答案 CD
解析 电路稳定时电容器两板间的电压等于R1两端的电压,当用强光照射光敏电阻R3时,光敏电阻的阻值减小,电路中电流增大,电源的总功率P=EI增大,R1两端的电压增大,电容器的电压增大,板间场强增大,带电液滴所受的电场力增大,液滴向上运动,故A错误,C正确;电容器的电压增大,电容不变,由Q=CU知,电容器所带电荷量增加,故D正确;由于电路中的电流增大,R1两端的电势差增大,又因为R1下端接地,电势为零,所以R1上端电势升高,A板的电势也升高,故B错误.
1.故障特点
(1)断路特点:表现为路端电压不为零而电流为零;
(2)短路特点:用电器或电阻发生短路,表现为有电流通过电路但用电器或电阻两端电压为零.
2.检测方法
(1)电压表检测:如果电压表示数为零,则说明可能在并联路段之外有断路,或并联路段短路;
(2)电流表检测:当电路中接有电源时,可用电流表测量各部分电路上的电流,通过对电流值的分析,可以确定故障的位置.在运用电流表检测时,一定要注意电流表的极性和量程;
(3)欧姆表检测:当测量值很大时,表示该处断路;当测量值很小或为零时,表示该处短路.在运用欧姆表检测时,被检测元件应从电路中拆下来;
(4)假设法:将整个电路划分为若干部分,然后逐一假设某部分电路发生某种故障,运用闭合电路或部分电路的欧姆定律进行推理.
例5 如图12所示电路中,由于某处出现了故障,导致电路中的A、B两灯变亮,C、D两灯变暗,故障的原因可能是( )
图12
A.R1短路 B.R2断路
C.R2短路 D.R3短路
答案 D
解析 A灯在干路上,A灯变亮,说明电路中总电流变大,由闭合电路欧姆定律可知电路的外电阻减小,这就说明电路中只会出现短路而不会出现断路,选项B错误.因为短路部分的电阻变小,分压作用减小,与其并联的用电器两端的电压减小,C、D两灯变暗,A、B两灯变亮,这说明发生短路的电阻与C、D两灯是并联的,而与A、B两灯是串联的.观察电路中电阻的连接形式,只有R3短路符合条件,故选项A、C错,D正确.
1. (多选)在如图1所示的U-I图象中,直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图线,直线Ⅱ为某一电阻R的U-I图线.用该电源直接与电阻R相连组成闭合电路,由图象可知( )
图1
A.电源的电动势为3 V,内阻为0.5 Ω
B.电阻R的阻值为1 Ω
C.电源的输出功率为4 W
D.电源的效率为50%
答案 ABC
解析 由图线Ⅰ可知,电源的电动势为3 V,内阻为r==0.5 Ω;由图线Ⅱ可知,电阻R的阻值为1 Ω,该电源与电阻R直接相连组成的闭合电路的电流为I==2 A,路端电压U=IR=2 V(可由题图读出),电源的输出功率为P=UI=4 W,电源的效率为
η=×100%≈66.7%,故选项A、B、C正确,D错误.
2.(2019·贵州遵义市调研)如图2所示电路,电源内阻不可忽略,电表均为理想电表.开关S闭合后,在变阻器R0的滑动端向下滑动的过程中( )
图2
A.电压表与电流表的示数都减小
B.电压表与电流表的示数都增大
C.电压表的示数增大,电流表的示数减小
D.电压表的示数减小,电流表的示数增大
答案 A
解析 由变阻器R0的滑动端向下滑动可知,R0接入电路的有效电阻减小,R外减小,由I=可知I增大,由U内=Ir可知U内增大,由E=U内+U外可知U外减小,故电压表示数减小.由U1=IR1可知U1增大,由U外=U1+U2可知U2减小,由I2=可知电流表示数减小,故A正确.
3. (多选)如图3所示,R1为定值电阻,R2为可变电阻,E为电源电动势,r为电源内电阻,以下说法中正确的是( )
图3
A.当R2=R1+r时,R2获得最大功率
B.当R1=R2+r时,R1获得最大功率
C.当R2=0时,R1获得最大功率
D.当R2=0时,电源的输出功率最大
答案 AC
解析 在讨论R2的电功率时,可将R1视为电源内阻的一部分,即将原电路等效为外电阻R2与电动势为E、内阻为R1+r的电源(等效电源)连成的闭合电路(如图所示),R2的电功率是等效电源的输出功率.显然当R2=R1+r时,R2获得的电功率最大,故A项正确;讨论R1的电功率时,由于R1为定值,根据P=I2R知,电路中电流越大,R1上的电功率就越大(P1=I2R1),所以,当R2=0时,R1获得的电功率最大,故B项错误,C项正确;讨论电源的输出功率时,R1+R2为外电阻,内电阻r恒定,由于题目没有给出R1和r的具体数值,所以当R2=0时,电源输出功率不一定最大,故D项错误.
4.如图4所示的电路中,两平行金属板之间的带电液滴处于静止状态,电流表和电压表均为理想电表,由于某种原因灯泡L的灯丝突然烧断,其余用电器均不会损坏,则下列说法正确的是( )
图4
A.电流表、电压表的读数均变小
B.电源内阻消耗的功率变大
C.液滴将向上运动
D.电源的输出功率变大
答案 C
解析 当灯泡L的灯丝突然烧断时电路中总电阻增大,则总电流减小,电源的内电压和R1两端的电压减小,由闭合电路的欧姆定律可知,路端电压增大,故电容器C两端的电压增大,板间场强增大,带电液滴所受的电场力增大,则该液滴将向上运动,C正确;由于C两端的电压增大,R2、R3中的电流增大,则电流表、电压表的读数均变大,A错误;因干路电流减小,则电源内阻消耗的功率变小,B错误;由于电源的内、外电阻的关系未知,不能判断电源的输出功率如何变化,D错误.
5.如图5所示的电路中,闭合开关S,灯L1、L2正常发光.由于电路突然出现故障,发现灯L1变亮,灯L2变暗,电流表的读数变小,根据分析,发生的故障可能是(电源内阻不计)( )
图5
A.R1断路 B.R2断路
C.R3短路 D.R4短路
答案 A
解析 等效电路图如图所示,出现故障后,发现灯L1变亮,灯L2变暗,说明L1两端的电压变大,L2两端的电压变小,可能是R1断路,此时示数减小,故A正确;如果R2断路,则灯L2变亮,灯L1变暗,与条件不符,故B错误;若R3短路或R4短路,电流表示数变大,故C、D错误.
6.(2019·江西赣州市上学期期末)如图6所示是汽车蓄电池与车灯、启动电动机组成的电路,蓄电池内阻为0.05 Ω,电表可视为理想电表.只接通S1时,电流表示数为10 A,电压表示数为12 V,再接通S2,启动电动机时,电流表示数变为8 A,则此时通过启动电动机的电流是( )
图6
A.2 A B.8 A C.50 A D.58 A
答案 C
解析 只接通S1时,由闭合电路欧姆定律得:E=U+Ir=12 V+10×0.05 V=12.5 V,R灯= Ω=1.2 Ω,再接通S2后,流过启动电动机的电流为:I电动机= A-8 A=50 A,故选C.
7. (多选)(2019·贵州安顺市上学期质量监测)如图7所示,曲线C1、C2分别是纯电阻电路中,内、外电路消耗的电功率随电流变化的图线.由该图可知下列说法中正确的是( )
图7
A.两条图线的交点表示内、外电路消耗的总功率为4 W
B.电源的内电阻为1 Ω
C.电源输出功率最大值为4 W
D.电源的效率最大可达50%
答案 BC
解析 根据题图可以知道,曲线C1、C2的交点的位置,此时电路的内、外功率相等,由于内、外电路的电流是相等的,所以此时电源的内阻和外电路总电阻大小是相等的,内、外电路消耗的功率相等,总功率为8 W,即此时电源的输出功率是最大的,由题图可知电源输出功率最大值为4 W,所以A错误,C正确;根据P=I2R=I2r可知,当输出功率最大时,P=4 W,I=2 A,所以R=r=1 Ω,所以B正确;电源的效率η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%,R越大,效率越大,只当r=R时,电源的效率才是50%,但不是效率的最大值,选项D错误.
8.如图8,直线A为某电源的U-I图线,曲线B为某灯泡L1的U-I图线的一部分,用该电源和灯泡L1串联起来组成闭合回路时灯泡L1恰能正常发光,则下列说法中正确的是( )
图8
A.此电源的内阻为 Ω
B.灯泡L1的额定电压为3 V,额定功率为6 W
C.把灯泡L1换成阻值恒为1 Ω的纯电阻,电源的输出功率将变小
D.由于灯泡L1的U-I图线是一条曲线,所以灯泡发光过程中欧姆定律不适用
答案 B
解析 由题图知,电源的内阻为r== Ω=0.5 Ω,A错误;因为灯L1正常发光,故灯L1的额定电压为3 V,额定功率为P=UI=3×2 W=6 W,B正确;正常工作时,灯L1的电阻为R1==1.5 Ω,换成R2=1 Ω的纯电阻后,该电阻更接近电源内阻r,故电源的输出功率将变大,C错误;灯泡是纯电阻,适用欧姆定律,其U-I图线是一条曲线的原因是灯泡的电阻随温度的变化而发生变化,故D错误.
9.(2019·山东枣庄市上学期期末)如图9甲所示,一个简单的闭合电路由内、外两部分电路构成.已知内电路的电源是一个化学电池,电池的正、负极附近分别存在着化学反应层,反应层中非静电力(化学作用)把正电荷从电势低处移到电势高处,在这两个地方,电势会沿电流方向“跃升”.这样整个闭合电路的电势高低变化情况如图乙所示,图乙中各点位置的高低表示电路中相应各点电势的高低,D点的高度略低于C点.若减小外电路电阻R,则下列说法正确的是( )
图9
A.C、D两点之间的高度差将变大
B.A、D两点之间的高度差和C、B两点之间的高度差之和将变小
C.A、B两点之间的高度差不变
D.在电子从A点经D、C移动至B点的过程中,非静电力做功将变大
答案 A
解析 因电动势不变,减小外电路电阻R,电路中的电流增大,内电压变大,外电压减小,A、B两点的高度差为外电压,将减小;C、D两点高度差类似于内电压,将变大,故A正确,C错误;A与D,C与B高度差的总和为电动势,故应不变,故B错误;电子从A处经D、C至B处,非静电力做功W=Eq,将不变,故D错误.
10.如图10所示,电源的电动势为30 V,内电阻为1 Ω,一个标有“6 V 12 W”的灯泡与一个绕线电阻为2 Ω的电动机串联.开关闭合后,电路中的灯泡正常发光,则电动机输出的机械功率为( )
图10
A.36 W B.44 W
C.48 W D.60 W
答案 A
解析 电路中灯泡正常发光,所以UL=6 V,则电路中电流为I== A=2 A,电动机两端的电压UM=E-Ir-UL=30 V-2×1 V-6 V=22 V,则电动机输出的机械功率
P出=P电-P热=UMI-I2RM=22×2 W-22×2 W=36 W.
11. (多选)如图11所示,C1=6 μF,C2=3 μF,R1=3 Ω,R2=6 Ω,电源电动势E=18 V,内阻不计,下列说法正确的是( )
图11
A.开关S断开时,a、b两点电势相等
B.开关S闭合后,a、b两点间的电流是2 A
C.开关S断开时C1带的电荷量比开关S闭合后C1带的电荷量大
D.不论开关S断开还是闭合,C1带的电荷量总比C2带的电荷量大
答案 BC
解析 S断开时外电路处于断路状态,两电阻中均无电流通过,电阻两端电势相等,由题图知a点电势与电源负极电势相等,而b点电势与电源正极电势相等,A错误.S断开时两电容器两端电压都等于电源电动势,而C1>C2,由Q=CU知此时Q1>Q2.当S闭合时,稳定状态下C1与R1并联,C2与R2并联,电路中电流I==2 A,此时两电阻两端电压分别为U1=IR1=6 V、U2=IR2=12 V,则此时两电容器所带的电荷量分别为Q1′=C1U1=
3.6×10-5 C、Q2′=C2U2=3.6×10-5 C,对电容器C1来说,S闭合后其两端电压减小,所带的电荷量也减小,B、C正确,D错误.
12.如图12所示,电源的电动势为E、内阻为r,与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接,当滑动变阻器的滑片由中点滑向b端时,下列说法正确的是( )
图12
A.电压表读数增大、电流表读数减小
B.电压表读数减小、电流表读数增大
C.R1的电功率减小
D.电源的输出功率增大
答案 C
解析 当滑片由中点向b端滑动时,R接入电路中的电阻增大,电路中的总电阻增大,由闭合电路的欧姆定律可知电路中总电流减小,所以定值电阻R1的电功率减小,选项C正确;电路中总电流减小,由U=E-Ir可知路端电压增大,即电压表示数增大;因路端电压增大,R1两端的电压减小,故并联部分电压增大,由欧姆定律可知电流表示数增大,选项A、B错误;因不知内、外电阻的大小,所以不能确定电源的输出功率如何变化,选项D错误.
13. (多选)如图13所示,D是一只理想二极管,水平放置的平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态.下列措施下,关于P的运动情况的说法正确的是( )
图13
A.保持S闭合,增大A、B板间距离,P仍静止
B.保持S闭合,减小A、B板间距离,P向上运动
C.断开S后,增大A、B板间距离,P向下运动
D.断开S后,减小A、B板间距离,P仍静止
答案 ABD
解析 保持S闭合,电源的路端电压不变,增大A、B板间距离,电容减小,由于二极管的单向导电性,电容器不能放电,其电荷量不变,由E=得,板间场强不变,微粒所受电场力不变,仍处于静止状态,故A正确;保持S闭合,电源的路端电压不变,电容器两端的电压不变,减小A、B板间距离,由E=可知,板间场强增大,微粒所受电场力增大,微粒将向上运动,故B正确;断开S后,电容器的电荷量Q不变,由E=得,板间场强不变,微粒所受电场力不变,仍处于静止状态,故C错误,D正确.
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