题目内容

9.如图所示,电路中a点电势为3V,b点接地,电阻R1:R2=1:5,电容器电容C为3pF,开始时ap相接,电路处于稳定状态.现在断开ap,边接bp直至电路重新稳定,则在这一过程中(  )
A.通过R3的电流方向先向左后向右B.通过R3的电流方向一直向右
C.通过R3的电荷量为2×10-12CD.通过R3的电荷量为9×10-12C

分析 分析电路结构,根据电容器电压等于与之并联部分的电压来确定电容器两端的电压;再分析两种情况下电容器所带电量,即可明确R3中电流的方向及流过的电量

解答 解:A、B、C、D、当ap相连时,电容器与R1并联;R1两端的电压U1=$\frac{3}{6}$=0.5V;电荷量Q1=U1C=0.5×3×10-12=1.5×10-12C;右端为负极;
当连接bp时,C与R2并联,电压U2=$3×\frac{5}{6}$=2.5V;电量Q2=U2C=2.5×3×10-12=7.5×10-12C;左端为正极;
故电容器要先放电,再充电,通过R3的电量7.5×10-12+1.5×10-12=9×10-12C;通过R3的电流方向为A到B;
故BD正确;AC错误;
故选:BD

点评 本题考查电容器在闭合电路中的充放电过程,要注意明确电容器的电压及两板上的极性,从而确定电量的变化.

练习册系列答案
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15.1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如图(甲)所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直.A处粒子源产生的粒子,质量为m、电荷量为+q,初速度为0,在加速器中被加速,加速电压为U,加速过程中不考虑相对论效应和重力作用.
(1)求粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比;
(2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t;
(3)近年来,大中型粒子加速器往往采用多种加速器的串接组合.例如由直线加速器做为预加速器,获得中间能量,再注入回旋加速器获得最终能量.n个长度逐个增大的金属圆筒和一个靶,它们沿轴线排列成一串,如图(乙)所示(图中只画出了六个圆筒,作为示意).各筒相间地连接到频率为f、最大电压值为U的正弦交流电源的两端.整个装置放在高真空容器中.圆筒的两底面中心开有小孔.现有一电量为q、质量为m的正离子沿轴线射入圆筒,并将在圆筒间的缝隙处受到电场力的作用而加速(设圆筒内部没有电场).缝隙的宽度很小,离子穿过缝隙的时间可以不计.已知离子进入第一个圆筒左端的速度为v1,且此时第一、二两个圆筒间的电势差φ12=-U.为了使离子以最短时间打到靶上且获得最大能量,金属圆筒的长度应满足什么条件?并求出在这种情况下打到靶上的离子的能量.

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