题目内容
(2012全国高考理综卷)如图,一平行板电容器的两个极板竖直放置,在两极板间有一带电小球,小球用一绝缘轻线悬挂于O点.现给电容器缓慢
充电,使两极板所带电荷量分别为+Q和-Q,此时悬线与竖直方向的夹角为.再给电容器缓慢充电,直到悬线和竖直方向的夹角增加到,且小球与两极板不接触.求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量.
图9
[解析] 设电容器电容为C.第一次充电后两极板之间的电压为
U=①
两极板之间电场的场强为
E=②
式中d为两极板间的距离.
按题意,当小球偏转角θ1=时,小球处于平衡位置.设小球质量为m,所带电荷量为q,则有
Tcosθ1=mg③
Tsinθ1=qE④
式中T为此时悬线的张力.
联立①②③④式得
tanθ1=
设第二次充电使正极板上增加的电荷量为ΔQ,此时小球偏转角θ2=,则
tanθ2=⑥
联立⑤⑥式得
=⑦
代入数据解得
ΔQ=2Q⑧
练习册系列答案
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(2012全国高考浙江理综卷) 在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤.
(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
弹力F(N) | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
伸长量x(10-2m) | 0.74 | 1.80 | 2.80 | 3.72 | 4.60 | 5.58 | 6.42 |
用作图法求得该弹簧的劲度系数k=________N/m;
(2)某次实验中,弹簧秤的指针位置如图所示,其读数为________N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N,请在答题纸上画出这两个共点力的合力F合;
(3)由图得到F合=________N.