题目内容
19.如图所示,平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为30V的恒压电源上,两极板间距为3cm,电容器带电荷量为6×10-8 C,A极板接地.求:(1)平行板电容器的电容;
(2)平行板电容器两板之间的电场强度;
(3)若在距B板2cm的M点放一电子,求其电势能.(电子的电荷量e=-1.6×10-19 C)
分析 (1)已知电容器的带电量和电压,由电容定义式C=$\frac{Q}{U}$求电容.
(2)两板之间为匀强电场由公式E=$\frac{U}{d}$求解.
(3)先由公式UAC=EdAC求出A与C间电势差,再由UAC=φA-φC,可求解C点处的电势,再根据电势能的定义求解电势能.
解答 解:(1)依电容定义,有电容 C=$\frac{Q}{U}$=$\frac{6×1{0}^{-8}}{30}$F=2×10-9 F.
(2)两板之间为匀强电场,电场强度 E=$\frac{U}{d}$=$\frac{30}{0.03}$=1×103 V/m 方向竖直向下.
(3)C点距A板间距离为 dAC=d-dBC=3cm-2cm=1 cm=0.01m
A与C间电势差 UAC=EdAC=1×103×0.01 V=10V
又UAC=φA-φC,φA=0可得φC=-10 V.
则EP=qφC=-1.6×10-19×(-10)=1.6×10-18J.
答:(1)平行板电容器的电容为2×10-9 F
(2)平行板电容器两板之间的电场强度1×103 V/m 方向竖直向下;
(3)若在距B板2cm的M点放一电子,其电势能为1.6×10-18J
点评 本题关键要掌握电容的定义式,知道匀强电场中场强与电势差的关系U=Ed,要知道求电势往往先求电势差,再求电势.同时在求解电势能和电场力做功时要注意各物理量的符号不能忽略.
练习册系列答案
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10.下列说法中正确的是( )
A. | 电场线实际上并不存在,是为了方便描述电场假想出来的 | |
B. | 电场强度和电势都是标量,不能用平行四边形定则求和 | |
C. | 公式F=$\frac{k{q}_{1}{q}_{2}}{{r}^{2}}$适用于计算真空环境中两个点电荷之间的作用力 | |
D. | 公式UAB=$\frac{{W}_{AB}}{q}$只适用于计算匀强电场的电势差,不适用于非匀强电场 |
7.如图所示,甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点同时开始运动的位移图象和速度图象,则下列说法中正确的是( )
A. | 甲车做曲线运动,乙车做直线运动 | |
B. | 0-t1时间内,甲车的平均速度等于乙车的平均速度 | |
C. | 在t2时刻丁车在丙车的后面 | |
D. | 0-t2时间内,丙、丁两车都做匀变速直线运动 |
4.如图所示,一理想变压器原、副线圈匝数之比为4:1,原线圈两端接入一正弦交流电源,副线圈电路中R为负载电阻,交流电压表和交流电流表都是理想电表.下列结论正确的是( )
A. | 若电压表读数为8 V,则输入电压的最大值为32V | |
B. | 若输入电压不变,负载电阻的阻值增加到原来的2倍,则输入功率减小到原来的1/2倍 | |
C. | 若输入电压不变,副线圈匝数增加到原来的2倍,则电流表的读数减小到原来的一半 | |
D. | 若保持负载电阻的阻值不变,输入电压增加到原来的2倍,则输出功率增加到原来的2倍 |