【題目】當(dāng)平行板電容器的兩極板間是真空時(shí),電容C與極板的正對(duì)面積S、極板間距離d的關(guān)系為C= .對(duì)給定的平行板電容器充電,當(dāng)該電容器極板所帶電荷量Q變化時(shí),兩極板間的電勢(shì)差U也隨之變化.

(1)在圖所示的坐標(biāo)系中畫(huà)出電容器帶電量Q與極板間電勢(shì)差U的關(guān)系圖象

(2)電容器儲(chǔ)存的電能等于電源搬運(yùn)電荷從一個(gè)極板到另一個(gè)極板過(guò)程中,克服電場(chǎng)力所做的功.在彈簧彈力F與形變量x關(guān)系圖象中,圖象與x軸圍成的面積代表彈簧彈性勢(shì)能的大。c之類比,推導(dǎo)電容器儲(chǔ)存的電能表達(dá)式E= CU2

(3)若保持平行板電容器帶電量Q、極板正對(duì)面積S不變,兩極板間為真空,將板間距離由d1增大到d2 , 需要克服電場(chǎng)力做多少功?

【答案】(1) (2) 該圖象的斜率為電容器電容C,圖象與橫坐標(biāo)軸圍成的面積為對(duì)電容器充電過(guò)程中,電容器儲(chǔ)存的電能.故E= QU , Q=CU得:E=CU2 (3)

【解析】

(1)根據(jù)電容的定義式得到QU的關(guān)系式,再畫(huà)出Q-U圖象;

(2)Q-U圖象與橫坐標(biāo)軸圍成的面積為對(duì)電容器充電過(guò)程中,電容器儲(chǔ)存的電能,由數(shù)學(xué)知識(shí)推導(dǎo);
(3)根據(jù)電容的決定式、電容的定義式得到電容器儲(chǔ)存的電能表達(dá)式,再由功能關(guān)系求解;

(1)對(duì)于給定的電容器電容C一定,根據(jù)電容的定義式,則圖象如圖所示


(2)該圖象的斜率為電容器電容C,圖象與橫坐標(biāo)軸圍成的面積為對(duì)電容器充電過(guò)程中,電容器儲(chǔ)存的電能,,得:
(3)板間距離為d時(shí),平行板電容器的電容為
當(dāng)電容器帶電量為Q時(shí),兩板間電壓
得電容器儲(chǔ)存的電能為
當(dāng)板間距離由增大到時(shí),電容器儲(chǔ)存的電能增加量為

故需要克服電場(chǎng)力做功

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在如圖所示的電路中,R1是由某金屬氧化物制成的導(dǎo)體棒,實(shí)驗(yàn)證明通過(guò)它的電流I和它兩端電壓U遵循IkU3的規(guī)律(式中k=0.02 A/V3);R2是普通電阻,阻值為24 Ω,遵循歐姆定律,電源電動(dòng)勢(shì)E=6 V.閉合開(kāi)關(guān)S后,電流表的示數(shù)為0.16 A.求:

(1)R1兩端的電壓;

(2)電源的內(nèi)電阻r;

(3)R1、R2r消耗的電功率P1P2Pr.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2×103T;磁場(chǎng)右邊是寬度L=0.2m、場(chǎng)強(qiáng)E=40V/m、方向向左的勻強(qiáng)電場(chǎng).一帶電粒子電荷量q=﹣3.2×1019C,質(zhì)量m=6.4×1027kg,以v=4×104m/s的速度沿OO′垂直射入磁場(chǎng),在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入右側(cè)的電場(chǎng),最后從電場(chǎng)右邊界射出.求:

1)大致畫(huà)出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡;(畫(huà)在答題紙上給出的圖中)

2)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;

3)帶電粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能EK

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,如果將滑動(dòng)變阻器的滑片向b端滑動(dòng),則燈泡L、電表A(均未超過(guò)限度)會(huì)發(fā)生何種變化(  )

A. 燈泡L變亮,電流表A示數(shù)變小

B. 燈泡L變亮,電流表A示數(shù)變大

C. 燈泡L變暗,電流表A示數(shù)變小

D. 燈泡L變暗,電流表A示數(shù)變大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】平行板電容器的兩板A、B接于電池兩極,一個(gè)帶正電小球用絕緣細(xì)線懸掛在電容器內(nèi)部,閉合電鍵S,電容器充電,這時(shí)懸線偏離豎直方向夾角為θ,如圖所示,那么( )

A.保持電鍵S閉合,將A板稍向B板靠近,則θ增大

B.保持電鍵S閉合,將A板稍向上移,則θ減小

C.電鍵S斷開(kāi),將A板稍向B板靠近,則θ不變

D.電鍵S斷開(kāi),將A板稍向上移,則θ減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示的電路測(cè)量?jī)晒?jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r,R為電阻箱。干電池的工作電流不宜超過(guò)0.5 A。實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下電壓表(量程03 V,內(nèi)阻約3 kΩ);電阻箱(阻值范圍0999.9 Ω);開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)請(qǐng)根據(jù)圖甲的電路在圖乙中畫(huà)出連線,將器材連接成實(shí)驗(yàn)電路__________

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),改變電阻箱R的值,記錄電壓表的示數(shù)U得到若干組R、U的數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出如圖丙所示的圖線。由圖象得出電池組的電動(dòng)勢(shì)E________V,內(nèi)阻r________Ω。

(3)關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)中存在的誤差以及減小誤差的各種方法,下列說(shuō)法正確的是____

A電壓表的分流作用引起的誤差屬于偶然誤差

B該同學(xué)讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差

C本實(shí)驗(yàn)用圖象法處理數(shù)據(jù)可以減小偶然誤差

D如果將電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi)就可以減小系統(tǒng)誤差

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,兩個(gè)半徑相同的半圓形軌道分別豎直放在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,軌道兩端在同一高度上,軌道是光滑的.兩個(gè)相同的帶正電小球同球從兩軌道左端最高點(diǎn)由靜止釋放,M、N為軌道的最低點(diǎn),則( 。

A. 兩小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度

B. 兩小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力

C. 小球第一次到達(dá)M點(diǎn)的時(shí)間大于小球第一次到達(dá)N點(diǎn)的時(shí)間

D. 在磁場(chǎng)中小球能到達(dá)軌道的另一端,在電場(chǎng)中小球不能到達(dá)軌道的另一端

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】為了探究物體質(zhì)量、加速度與力的關(guān)系,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為小車(chē)的質(zhì)量,m為砂和桶的質(zhì)量,m0為小車(chē)上滑輪的質(zhì)量。力傳感器可測(cè)出輕繩中的拉力大小,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz。

(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶如圖乙所示,圖中所標(biāo)的是每5段時(shí)間間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E,由圖中給出的數(shù)據(jù)計(jì)算小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a=_________m/s;在打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí),紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度=___________m/s(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

(2)該同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度a為縱坐標(biāo),畫(huà)出的a-F圖象是一條直線,求得圖線的斜率為k,則小車(chē)的質(zhì)量為______(填序號(hào))。

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示為一理想變壓器,原線圈的輸入電壓U13 300 V,副線圈的輸出電壓U2220 V,繞過(guò)鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表的示數(shù)U02 V,則

(1)原、副線圈的匝數(shù)各是多少?

(2)當(dāng)S斷開(kāi)時(shí),A2的示數(shù)I25 A,那么A1的示數(shù)是多少?

(3)當(dāng)S閉合時(shí),A2的示數(shù)將如何變化?A1的示數(shù)如何變化?

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