Question

12．如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r．R₁=2kΩ、R₂=4kΩ、R₃=10kΩ，R₄是光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小．當(dāng)開關(guān)S閉合且沒有光照射時，電容器C不帶電．當(dāng)用強(qiáng)光照射R₄且電路穩(wěn)定時，R₄的阻值為4kΩ．下列說法正確的是（　�。�

• A． 在無光照時，R₄阻值為5 kΩ
• B． 與無光照射時比較，有光照時通過R₄的電流變大，電源的路端電壓變小，電源提供的總功率變小
• C． 有光照且電路穩(wěn)定時，電容器C的上極板帶正電
• D． 有光照且電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)S，通過R₁、R₂的電荷量之比為2：3

Answer 1

分析 當(dāng)開關(guān)S閉合且沒有光照射時，電容器C不帶電，R₁與R₃的電壓相等，R₂與R₄的電壓．由串聯(lián)電路分壓規(guī)律求R₄．當(dāng)有光照射時，光敏電阻的阻值減小，由閉合電路歐姆定律可得出電路中總電流的變化及路端電壓的變化，再分析外電路即可得出C兩端電勢的變化，從而得出電容器極板帶電情況；同理也可得出各電阻上電流的變化．

解答 解：A、在無光照時，電容器C不帶電，電容器板間電壓為零，則R₁與R₃的電壓相等，R₂與R₄的電壓，因此有 $\frac{{R}_{3}}{{R}_{4}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$，得R₄=20kΩ，故A錯誤．
BC、因有光照射時，光敏電阻的阻值減小，故總電阻減小；由閉合電路的歐姆定律可知，干路電路中電流增大，由E=U+Ir可知路端電壓減小，由P=EI知，電源提供的總功率變大．當(dāng)沒有光照時，C不帶電，說明C所接兩點(diǎn)電勢相等，有光照時，以電源正極為參考點(diǎn)，R₁上的分壓不變，而R₃上的分壓增大，故上極板所接處的電勢低于下極板的電勢，故下極板帶正電；故BC錯誤．
D、有光照且電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)S，電容器通過四個電阻放電，且放電的兩個支路并聯(lián)，則通過R₁、R₂的電荷量之比等于I₁：I₂=（R₂+R₄）：（R₁+R₃）=（4kΩ+4kΩ）：（2kΩ+10kΩ）=2：3，故D正確．
故選：D

點(diǎn)評 本題為含容電路結(jié)合電路的動態(tài)分析問題，解題時要明確電路穩(wěn)定時電容器相當(dāng)于開路，可不考慮；電容器正極板的電勢高于負(fù)極板，故高電勢的極板上一定帶正電．