高二物理难题求解

7. 如图5所示，将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环，接入电路中，电路与圆环的O点固定，P为与圆环良好接触的滑动头。闭合开关S，在滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中，电容器C所带的电荷量将（ ）

A. 由小变大 B. 由大变小

C. 先变小后变大 D. 先变大后变小

c

滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中，电阻先减小，后增大，所以R两端的电压先增大后减小，电容器两端的电压也是先增大后减小，根据C=Q/U,Q=CU,所以电量先变大后变小，选D

解:如下图所示,讨论圆环电阻接入电路中的变化情况:

∵接入电路中的电阻分为R1和R2两部份,由图不难看出R1是与R2并联接入电路中的

∴电路中的总电阻R总=R+(R1×R2)/(R1+R2)

在滑动头P缓慢地由m点经n点移到q点的过程中,R1在变大,而R2在变小

在这两个电阻变化的过程中存在一个极限值:

那就是当且仅当R1=R2的时候,圆环电阻接入电路的总电阻阻值最大,此时电路中的R总也就最大

∴此时通过整个电路的总电流I总也就最小

又∵定值电阻R两端的电压UR=I总×R,也为电容器C两端的电压.

∴定值电阻R两端的电压UR此时达到最小值

即电容器C两端的电压也达到最小值

由公式q=C×U,可知此时电容器C的带电量也就达到最小

此后的过程,随着R1的继续增大,R2的继续减小,圆环电阻接入电路的电阻呈减小的趋势.

∴随后电路中的总电阻R总就不断减小

则通过整个电路的总电流I总就不断的变大

∴定值电阻R两端的电压UR=I总×R也就不断变大

即电容器C两端的电压也不断变大.

由公式q=C×U,可知此后电容器C的带电量也就不断变大.

综上所述:电容器C所带的电荷量将先变小后变大,正确答案:选C项.