【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)電容器充電過程中，電容器儲(chǔ)存的電能．故E= QU , 由Q=CU得：E=CU2 (3)

【解析】

（1）根據(jù)電容的定義式得到Q與U的關(guān)系式，再畫出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)電容的定義式得，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)電容器充電過程中，電容器儲(chǔ)存的電能，故，由得：；
（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)證明通過它的電流I和它兩端電壓U遵循I＝kU3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、R2和r消耗的電功率P1、P2和Pr.

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科目：高中物理 來源： 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=2×10﹣3T；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=﹣3.2×10﹣19C，質(zhì)量m=6.4×10﹣27kg，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）大致畫出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡；（畫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，將A板稍向B板靠近，則θ不變

D.電鍵S斷開，將A板稍向上移，則θ減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示的電路測(cè)量兩節(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0.5 A。實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：電壓表(量程0～3 V，內(nèi)阻約3 kΩ)；電阻箱(阻值范圍0～999.9 Ω)；開關(guān)、導(dǎo)線若干。

(1)請(qǐng)根據(jù)圖甲的電路在圖乙中畫出連線，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為小車的質(zhì)量,m為砂和桶的質(zhì)量,m0為小車上滑輪的質(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等,由圖中給出的數(shù)據(jù)計(jì)算小車運(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),畫出的a-F圖象是一條直線,求得圖線的斜率為k,則小車的質(zhì)量為______(填序號(hào))。

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一理想變壓器，原線圈的輸入電壓U1＝3 300 V，副線圈的輸出電壓U2＝220 V，繞過鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表的示數(shù)U0＝2 V，則

(1)原、副線圈的匝數(shù)各是多少？

(2)當(dāng)S斷開時(shí)，A2的示數(shù)I2＝5 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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