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题型:简答题
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简答题

如图所示的电路中,电源电动势E=90V,内阻r=20Ω,定值电阻R1=60Ω,R2=100Ω,R3=6Ω,电容器的电容C=10μF.

(1)保持开关S1、S2闭合,求电容器C所带的电荷量;

(2)保持开关S1闭合,将开关S2断开,求断开开关S2后流过电阻R2的电荷量.

正确答案

解:(1)保持开关S1、S2闭合

电路中的电流I=

R1两端的电压

则电容器所带的电荷量C.

(2)保持开关S1闭合,将开关S2断开,电容器所带的电荷量C.

断开开关S2后流过电阻R3的电荷量C.

答:(1)电容器C所带的电荷量为3×10-5C.

(2)流过电阻R2的电荷量为6×10-5C.

解析

解:(1)保持开关S1、S2闭合

电路中的电流I=

R1两端的电压

则电容器所带的电荷量C.

(2)保持开关S1闭合,将开关S2断开,电容器所带的电荷量C.

断开开关S2后流过电阻R3的电荷量C.

答:(1)电容器C所带的电荷量为3×10-5C.

(2)流过电阻R2的电荷量为6×10-5C.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,电路中A、B为两块竖直放置的金属板,G是一只静电计,开关S合上后,静电计指针张开一个角度,下述做法可使指针张角增大的是(  )

A使A、B两板正对面积错开一些

B使A、B两板靠近一些

C断开S后,使A、B两板正对面积错开一些

D断开S后,使A板向左平移拉开一些

正确答案

C,D

解析

解:AB、电键闭合,两极板电势差不变,则静电计指针张开的角度不变.故A、B错误.

C、断开S后,极板所带的电量不变,使A、B两板正对面积错开一些,正对面积变小,根据知,电容减小,根据U=,则电势差增大,张角增大.故C正确.

D、断开S后,使A板向左平移拉开一些,d增大,根据知,电容减小,根据U=,则电势差增大,张角增大.故D正确.

故选CD.

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题型: 单选题
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单选题

电容器充电后切断电源,能使两板间电势差增大的方法是(  )

A在两板间插入玻璃板

B使两板靠近

C保持两板间距不变,使两板正对面积大些

D使两板分开一些

正确答案

D

解析

解:平行板电容器充电后与电源断开电量Q不变,要使两板间电势差U增大,根据电容的定义式C=得知,必须使电容减小;由电容的决定式C=得知,必须使在两板间抽出玻璃板,使两板距离增大些或保持两板的间距不变,使两板错开些;故ABC错误,D正确;

故选:D.

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题型: 单选题
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单选题

在如图所示的电路中,当电键S闭合后,水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态.现将电键S断开,则(  )

A液滴仍保持静止状态

B液滴做自由落体运动

C电容器上的带电量减小

D电容器上的带电量增大

正确答案

D

解析

解:A、B、带电粒子受重力和电场力平衡,断开电键后,电容器两端电压变大到等于电源电动势,故场强变大,电场力变大,粒子会向上加速,故A错误,B错误;

C、D、电键断开前,电容器两端电压等于电阻R2两端的电压,断开电键后,电容器两端电压变大到等于电源电动势,根据电容的定义式C=得到带电量变大,故C错误,D正确;

故选D.

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题型:简答题
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简答题

一平行板电容器,电容C0=300pF,极板A1接在一电源的正极,A2接在另一电源的负极,两电源的电动势均为150V,另外一极均接地.取一厚金属板B,其面积与A1及A2相同,厚度为电容器两极板间距离的,插入电容器两极板的正中央,如图所示.   

1.取一电动势为50V的电源E,负极接地,将其正极与金属板B相连.问此时由电源E输送到金属板B的总电量是多少?

2.在上述情况下,左右平移金属板B,改变它在电容器两极间的位置,使B板上的电量向电源E原来输给金属板B的电量全部送回电源时,固定B板的位置,然后切断所有三个电源,并将B板从电容器中抽出,求这时电容器两极板A1、A2之间的电压.

正确答案

解:(1)金属板B插入电容器A1A2后,A和B的左表面B1形成电容器C1,A和B的右表面B2形成电容器C2,由于这两个电容器极板的正对面积与原来的电容器相同,板间距离为原来的,所以C1、C2的电容量是原来的电容的3倍;即:C1=C2=3C0;E接入后,C1的电压:U1=150-50=100V;B1板上的电量q1=-C1U1=-300C0

C2的电压U2=50-(-150)=200V

B2板上的电量q2=+C2U2=600C0

E接入前,B上净电荷为零,因此,E输给B的电量Q=q1+q2=300C0=300×300×10-12=9×10-8C;

(2)如果移动B的位置,使B1和B2面上的电量分别为-q和+q,B上的净电荷就为零了.设此时由A1B1构成的电容器电容为 c‘1,由A2B2构成的电容器电容为C'2,则有

q=C1′U1=C2′U2

=

U1和U2并不会因B板移动位置而变化,设此时A1、B1的距离为d1,A2、B2距离为d2,则

====2;

又因为d1+d2=d0,所以d1=d0,d2=d0

此时A1、A2板所带电量分别为q1=C1U1=C0×100=450C0

q2=-C2U2=C0×200=-450C0

切断所有电源后,A1、A2上电量不变,抽出B板后,由A1、A2构成的电容器上电压为:U==450V;

答:(1)电源E输送到金属板B的总电量是9×10-8C;(2)电容器两极板A1、A2之间的电压为450V.

解析

解:(1)金属板B插入电容器A1A2后,A和B的左表面B1形成电容器C1,A和B的右表面B2形成电容器C2,由于这两个电容器极板的正对面积与原来的电容器相同,板间距离为原来的,所以C1、C2的电容量是原来的电容的3倍;即:C1=C2=3C0;E接入后,C1的电压:U1=150-50=100V;B1板上的电量q1=-C1U1=-300C0

C2的电压U2=50-(-150)=200V

B2板上的电量q2=+C2U2=600C0

E接入前,B上净电荷为零,因此,E输给B的电量Q=q1+q2=300C0=300×300×10-12=9×10-8C;

(2)如果移动B的位置,使B1和B2面上的电量分别为-q和+q,B上的净电荷就为零了.设此时由A1B1构成的电容器电容为 c‘1,由A2B2构成的电容器电容为C'2,则有

q=C1′U1=C2′U2

=

U1和U2并不会因B板移动位置而变化,设此时A1、B1的距离为d1,A2、B2距离为d2,则

====2;

又因为d1+d2=d0,所以d1=d0,d2=d0

此时A1、A2板所带电量分别为q1=C1U1=C0×100=450C0

q2=-C2U2=C0×200=-450C0

切断所有电源后,A1、A2上电量不变,抽出B板后,由A1、A2构成的电容器上电压为:U==450V;

答:(1)电源E输送到金属板B的总电量是9×10-8C;(2)电容器两极板A1、A2之间的电压为450V.

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题型: 单选题
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单选题

下列关于电容器的说法,正确的是(  )

A随着电容器电量的增加,电容器两极板间的电势差也增大

B电容器带电量越多,电容越大

C电容器两板电势差越小,电容越大

D电容器的电容与带电量成正比,与电势差成反比

正确答案

A

解析

解:A、由C=可知,电容器所带电量与两极板间的电势差成正比;故A正确;

B、电容器的电容与电压及电荷量无关,故B错误;

C、电容是电容器的固有属性,与电压无关;故C错误;

D、电容器的电容是电容器的本身的属性,与电量及电压无关;故D错误;

故选:A.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,C为平行板电容器;R1、R3为可变电阻,R2为定值电阻,开始时开关S是断开的,下列方法能使电容器带电量增加的是(  )

A减小R1

B增大R3

C在电容器两板间插入电介质

D将开关S闭合

正确答案

C

解析

解:A、B开关S断开时,电路中没有电流,电容器的电压等于电源的电动势,与R1和R3都无关,故AB错误.

C、在电容器两板间插入电介质,电容C增大,电压U不变,由C=得知,电量Q增大.故C正确.

D、将开关S闭合,电路中有电源,电容器板间电压等于R2、R3两端电压之和,小于电源的电动势,则知电容器的电压减小,带电量减小.故D错误.

故选C

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题型:简答题
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简答题

如图所示,由A、B两平行金属板构成的电容器放置在真空中,电容为C,原来不带电.电容器的A板接地,并且中心有一个小孔,通过这个小孔向电容器中射入电子,射入的方向垂直于极板,射入的速度为v0,如果电子的发射是一个一个单独进行的,即第一个电子到达B板后再发射第二个电子,并且所有到达板的电子都留在B板上.随着电子的射入,两极板间的电势差逐渐增加,直至达到一个稳定值,已知电子的质量为m,电荷量为e,电子所受的重力忽略不计,两板的距离为l.

(1)当板上聚集了n个射来的电子时,两板间电场的场强E多大?

(2)最多能有多少个电子到达B板?

(3)到达B板的第一个电子在两板间运动的时间和最后一个电子在两板间运动的时间相差多少?

正确答案

解:(1)当B板上聚集了n个射来的电子时,两板间的电势差为:

  U==

内部电场为匀强电场,场强为:

 E==

(2)设最多能聚集N+1个电子,第N+1个射入的电子到达B板时速度减为零.此时两板间的电势差为:

  U1==

对此后再射入的电子,根据动能定理有

-eU1=0-mv

联立解得:N= 

故最多能到达B板的电子数为Nm=N+1=+1

(3)第一个电子在两板间作匀速运动,运动时间为:

  t1=

最后一个电子在两板间作匀减速运动,到达B板时速度为零,运动时间为:

t2==

二者时间差为:

△t=t2-t1=

答:

(1)当板上聚集了n个射来的电子时,两板间电场的场强E为

(2)最多能有+1个电子到达B板.

(3)到达B板的第一个电子在两板间运动的时间和最后一个电子在两板间运动的时间相差为

解析

解:(1)当B板上聚集了n个射来的电子时,两板间的电势差为:

  U==

内部电场为匀强电场,场强为:

 E==

(2)设最多能聚集N+1个电子,第N+1个射入的电子到达B板时速度减为零.此时两板间的电势差为:

  U1==

对此后再射入的电子,根据动能定理有

-eU1=0-mv

联立解得:N= 

故最多能到达B板的电子数为Nm=N+1=+1

(3)第一个电子在两板间作匀速运动,运动时间为:

  t1=

最后一个电子在两板间作匀减速运动,到达B板时速度为零,运动时间为:

t2==

二者时间差为:

△t=t2-t1=

答:

(1)当板上聚集了n个射来的电子时,两板间电场的场强E为

(2)最多能有+1个电子到达B板.

(3)到达B板的第一个电子在两板间运动的时间和最后一个电子在两板间运动的时间相差为

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题型:填空题
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填空题

有一充电的平行板电容器,当两极板所带电量为6C时,两板间的电压为3V,则此电容器的电容是______ F.

正确答案

2F

解析

解:根据电容的定义=

故答案为:2F.

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题型: 单选题
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单选题

静电计是在验电器的基础上制成的,用其指针的张角大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大小.如图所示,A、B是平行板电容器的两个金属板,G为静电计.开始时开关S闭合,静电计指针张开一定角度,为了使指针张开角度增大些,下列采取的措施可行的是(  )

A断开开关s后,将A、B分开些

B保持开关s闭合,将A、B两极板分开些

C保持开关s闭合,将A、B两极板靠近些

D保持开关s闭合,将变阻器滑动触头向右移动

正确答案

A

解析

解:A、断开电键,电容器带电量不变,将AB分开一些,则d增大,根据C=知,电容减小,根据U=知,电势差增大,指针张角增大.故A正确.

B、保持开关闭合,电容器两端的电势差不变,则指针张角不变知,故B错误.

C、保持开关闭合,电容器两端的电势差不变,则指针张角不变.故C错误.

D、保持开关闭合,电容器两端的电势差不变,变阻器仅仅充当导线功能,滑动触头滑动不会影响指针张角,故D错误.

故选:A.

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