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题型:简答题
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简答题

一个电容器带电量为Q时,两极板间的电压为U,若使其带电量增加4×10-7C,电势差增加20V,则它的电容是(  )

正确答案

已知电容器电量的增加量△Q=4×10-7C,板间电压的增加量△U=20V,则电容为C==F=2×10-8F.

故选B

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题型:简答题
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简答题

如图所示的电路中,各电源的内阻均为零,其中B、C两点与其右方由1.0Ω的电阻和2.0Ω的电阻构成的无穷组合电路相接。求图中10μF的电容器与E点相接的极板上的电荷量。

正确答案

解:设B、C右方无穷组合电路的等效电阻为RBC,则题图中通有电流的电路可以简化为图1中的电路。B、C右方的电路又可简化为图2的电路,其中是虚线右方电路的等效电阻

由于B'、C'右方的电路与B、C右方的电路结构相同,而且都是无穷组合电路,故有

由电阻串、并联公式可得

由式①、②两式得

解得RBC=2.0Ω ③

图1所示回路中的电流为 ④,电流沿顺时针方向

设电路中三个电容器的电容分别为C1、C2和C3,各电容器极板上的电荷分别为Q1、Q2和Q3,极性如图3所示

由于电荷守恒,在虚线框内,三个极板上电荷的代数和应为零,即Q1+Q2-Q3=0 ⑤

A、E两点间的电势差

又有

B、E两点间的电势差

又有 ⑨

根据⑤、⑥、⑦、⑧、⑨式并代入C1、C2和C3之值后可得Q3=1.3×10-4C ⑩

即电容器C3与E点相接的极板带负电,电荷量为1.3×10-4C

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题型:简答题
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简答题

如图(a),平行金属板A和B间的距离为d,现在A、B板上加上如图(b)所示的方波形电压,t=0时A板比B板的电势高,电压的正向值为U0,反向值也为U0.现有由质量为m的带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束,从AB的中点O以平行于金属板方向OO′的速度v0=射入,所有粒子在AB间的飞行时间均为T,不计重力影响.求:

(1)粒子飞出电场时的速度;

(2)粒子飞出电场时位置离O′点的距离范围

正确答案

(1)将粒子的运动沿着平行于初速度方向和垂直于初速度的方向正交分解,在平行于初速度方向,粒子做匀速直线运动,有

v=v0=

在垂直于初速度方向,粒子在电场力的作用下做变速直线运动,根据牛第二定律,有

a==

任意时刻进入后,穿过电场的时间都为T,故

v⊥=a•T-a•T=aT

v⊥=

故飞出电场时的速度为v==

(2)粒子在t=0、T、2T…时刻进入时,O′位置偏向最下端,此时,在垂直电场方向,粒子先向下匀加速直线运动后向下匀减速直线运动,根据运动学公式,有

y1=[•a•()2]+[a•()]•(T)-•a•(

1

3

T)2=

粒子在t=+T、+2T…时刻进入时,O′位置偏向最上端,此时,在垂直电场方向,粒子先向上匀加速直线运动后向上匀减速直线运动最后向下匀加速直线运动,根据运动学公式,有

y2=[•a•(T)2]+[a•(T)]•()-•a•(

2T

3

)2=

故粒子飞出电场时位置在O′点的上方到下方范围内.

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简答题

截面积为0.2m2的100匝线圈A,处在匀强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,如图所示,磁感应强度B随时间变化的规律为B=0.6-0.02t(T)(t为时间,单位为秒),开始时S未闭合,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,线圈电阻不计,求:

(1)闭合S后,通过R2的电流的大小和方向

(2)闭合S后一段时间又断开,则S断开后,通过R2的电量是多少?

正确答案

(1)根据法拉第电磁感应定律得,E=n=100×0.02×0.2V=0.4V.

电流的大小I==A=0.04A.根据楞次定律得,流过R2的电流方向为a到b.

故通过R2的电流大小为0.04A,方向由a到b.

(2)开关闭合时,R2两端的电压U=IR2=0.24V.

则电容器的电量Q=CU=3×10-5×0.24C=0.72×10-5C.

故通过R2的电量是0.72×10-5C.

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题型:填空题
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填空题

有一电容器,带电荷量为2×10-4C时,两板间电势差为200V,若使其电荷量增加一倍,这时它的电容量为______F,两板间的电势差为______.

正确答案

电容器的电容C===1×10-6F.电容不变,电荷量增加一倍,根据U=知两板间的电势差变为原来的2倍,为400V.

故本题答案为:1×10-6,400V.

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题型:填空题
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填空题

如图,两平行金属板间电场是匀强电场,场强大小为1.0×104V/m,A、B两板相距1cm,C点与A相距0.4cm,若B接地,则C点电势为______V;将带电量为-1.0×10-12C的点电荷置于C点,其电势能为______J.

正确答案

C与B间的电势差UCB=EdCB=1.0×104×(1-0.4)×10-2V=60V

由UCBCB,φB=0,得到   φC=UCB=60V

点电荷置于C点时的电势能Ep=qφC=-1.0×10-12×60J=-6×10-11J

故答案为:60;-6×10-11

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题型:填空题
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填空题

两块平行金属板,相距2 cm,组成一个电容器。当将它接在200 V的直流电源上时,它所带的电荷量是5×10-8 C。那么,电容器的极板间的场强大小为___________N/C,电容器的电容大小为___________F。

正确答案

1×104,2.5×10-10

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题型:简答题
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简答题

如图所示路中,电阻R1=R2=R3=6Ω,R4=12Ω,电容C=10μF,电源电动势E=12V,内阻不计。

(1)当电键S断开时,电容器下极板带何种电荷?电荷量是多少?

(2)从闭合电键S到电路稳定过程中,流过电流计G的电荷量是多少?

正确答案

解:(1)电键S断开时,电容器的电压即为R3的电压,设为U,则

且上极板电势高,故下极板带负电

电荷量为Q1=CU=4×10-5 C

(2)当电键S闭合后至稳定时

R1电压为

R3电压为

所以电容器两端电压为U'=U1-U3=2V

下极板电势高,故此时电容器下极板带正电,电荷量为Q2=CU'=2×10-5 C

所以通过电流计G的电荷量为△Q=Q1+Q2=6×10-5 C

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题型:简答题
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简答题

某电容器放电的I-t曲线如图所示,根据此图可估算出电容器释放的电荷量为______C.

正确答案

该图象的中曲线和横纵坐标轴所包围的“面积”表示电容器释放的电荷量.

从图中可数出曲线和横纵坐标轴所包围小方格个数为75个(两个半格算一格,格子数大约为72-80格之间),每一小格子的“面积”表示q=×10-5C

所以75个格子的电荷量为Q=75××10-5C.

由于格子个数的误差,大约为72-80格.所以最终的Q大约在2.8×10-5C-3.2×10-5C之间.

故答案为:3×10-5  (2.8×10-5C-3.2×10-5C均可)

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题型:简答题
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简答题

如图所示,两个光滑金属导轨(金属导轨电阻忽略不计)相距L=50cm,导体棒AB长度与框架宽度相同,其电阻为r=1Ω,且可以在光滑金属导轨上滑动,定值电阻R1=3Ω,R2=6Ω,整个装置放在磁感应强度B=1.0T的匀强磁场中,磁场方向垂直于整个导轨平面,现用外力F拉着AB向右以v=5m/s速度作匀速运动.求:

(1)导体棒AB产生的感应电动势E和AB棒上的感应电流方向;

(2)导体棒AB两端的电压U;

(3)若图中的电容器的电容C为0.3μF,则其充电量是多少?经过一定时间撤去金属棒,从撤去到稳定通过电阻R2的电荷量是多少?

正确答案

(1)E=Blv=2.5V

  由右手定则得,AB棒上的感应电流方向是B→A

    (2)R==2Ω  I==A

       U=IR=V

    (3)Q=CU=5×10-7C

设电容放电过程,通过两电阻R1、R2的瞬时电流为I1、I2

        则=

   又电量Q=It,t相同,得到

       QR2=Q=×10-7C

答:(1)导体棒AB产生的感应电动势E为2.5V,AB棒上的感应电流方向是B→A;

   (2)导体棒AB两端的电压U为V;

   (3)电容器充电量是5×10-7C.经过一定时间撤去金属棒,从撤去到稳定通过电阻R2的电量为×10-7C.

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