【題目】當平行板電容器的兩極板間是真空時,電容C與極板的正對面積S、極板間距離d的關系為C= .對給定的平行板電容器充電,當該電容器極板所帶電荷量Q變化時,兩極板間的電勢差U也隨之變化.

(1)在圖所示的坐標系中畫出電容器帶電量Q與極板間電勢差U的關系圖象

(2)電容器儲存的電能等于電源搬運電荷從一個極板到另一個極板過程中,克服電場力所做的功.在彈簧彈力F與形變量x關系圖象中,圖象與x軸圍成的面積代表彈簧彈性勢能的大小.與之類比,推導電容器儲存的電能表達式E= CU2

(3)若保持平行板電容器帶電量Q、極板正對面積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,圖象與橫坐標軸圍成的面積為對電容器充電過程中,電容器儲存的電能.故E= QU , Q=CU得:E=CU2 (3)

【解析】

(1)根據(jù)電容的定義式得到QU的關系式,再畫出Q-U圖象;

(2)Q-U圖象與橫坐標軸圍成的面積為對電容器充電過程中,電容器儲存的電能,由數(shù)學知識推導;
(3)根據(jù)電容的決定式、電容的定義式得到電容器儲存的電能表達式,再由功能關系求解;

(1)對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,圖象與橫坐標軸圍成的面積為對電容器充電過程中,電容器儲存的電能,,得:
(3)板間距離為d時,平行板電容器的電容為
當電容器帶電量為Q時,兩板間電壓
得電容器儲存的電能為
當板間距離由增大到時,電容器儲存的電能增加量為

故需要克服電場力做功。

練習冊系列答案
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【題目】在如圖所示的電路中,R1是由某金屬氧化物制成的導體棒,實驗證明通過它的電流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,電源電動勢E=6 V.閉合開關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P1、P2Pr.

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1)大致畫出帶電粒子的運動軌跡;(畫在答題紙上給出的圖中)

2)帶電粒子在磁場中運動的軌道半徑;

3)帶電粒子飛出電場時的動能EK

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【題目】如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,如果將滑動變阻器的滑片向b端滑動,則燈泡L、電表A(均未超過限度)會發(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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【題目】平行板電容器的兩板A、B接于電池兩極,一個帶正電小球用絕緣細線懸掛在電容器內(nèi)部,閉合電鍵S,電容器充電,這時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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【題目】某同學用如圖甲所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢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。實驗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)開關導線若干。

(1)請根據(jù)圖甲的電路在圖乙中畫出連線,將器材連接成實驗電路__________。

(2)實驗時改變電阻箱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)實驗數(shù)據(jù)繪出如圖丙所示的圖線。由圖象得出電池組的電動勢E________V,內(nèi)阻r________Ω。

(3)關于這個實驗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該同學讀電壓表讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差

C本實驗用圖象法處理數(shù)據(jù)可以減小偶然誤差

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

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

A. 兩小球到達軌道最低點的速度

B. 兩小球到達軌道最低點時對軌道的壓力

C. 小球第一次到達M點的時間大于小球第一次到達N點的時間

D. 在磁場中小球能到達軌道的另一端,在電場中小球不能到達軌道的另一端

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(2)該同學以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標,加速度a為縱坐標,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)。

A. B. C. D.

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(1)原、副線圈的匝數(shù)各是多少?

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