9.在如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻不計(jì),R3為均勻的滑動(dòng)變阻器,總阻值為4Ω,定值電阻R1=6.0Ω,R2=12.0Ω,R4=10Ω,電容器的電容C=2μF,開關(guān)閉合,問:
(1)如果電容器不帶電,則滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)放在什么位置?
(2)若滑動(dòng)變阻器的滑片P從左端滑到右端,將有多少電荷量通過R4?

分析 (1)電容器不帶電說明上下兩極板的電勢(shì)差為0,那么$\frac{{R}_{1}^{\;}}{{R}_{2}^{\;}}=\frac{{R}_{pa}^{\;}}{{R}_{pb}^{\;}}$,從而求出滑片p的位置;
(2)分別求出滑片位于最左端和最右端時(shí)電容器所帶的電荷量,再求通過${R}_{4}^{\;}$的電荷量,即電容器變化的電荷量

解答 解:(1)電容器不帶電說明上下兩極板的電勢(shì)差為0,那么$\frac{{R}_{1}^{\;}}{{R}_{2}^{\;}}=\frac{{R}_{pa}^{\;}}{{R}_{pb}^{\;}}$
即$\frac{6}{12}=\frac{{R}_{pa}^{\;}}{{R}_{pb}^{\;}}$=$\frac{1}{2}$
${R}_{3}^{\;}=4Ω$
所以${R}_{pa}^{\;}=\frac{4}{3}Ω$
滑片p位于距a端$\frac{4}{3}Ω$處;
(2)滑片在最左端:電容器兩端的電壓等于電阻${R}_{1}^{\;}$兩端的電壓${U}_{1}^{\;}=\frac{1}{3}×12=4V$
${Q}_{1}^{\;}=C{U}_{1}^{\;}=2×1{0}_{\;}^{-6}×4=8×1{0}_{\;}^{-6}C$
滑片在最右端:電容器兩端的電壓等于電阻${R}_{2}^{\;}$兩端的電壓${U}_{2}^{\;}=\frac{2}{3}×12=8V$
${Q}_{2}^{\;}=C{U}_{2}^{\;}=2×1{0}_{\;}^{-4}×8=16×1{0}_{\;}^{-4}C$
流過${R}_{4}^{\;}$的電荷量$△Q={Q}_{2}^{\;}-{Q}_{1}^{\;}=8×1{0}_{\;}^{-4}C$
答:(1)如果電容器不帶電,則滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)放在距a端$\frac{4}{3}Ω$位置
(2)若滑動(dòng)變阻器的滑片P從左端滑到右端,將有$8×1{0}_{\;}^{-4}C$電荷量通過R4

點(diǎn)評(píng) 本題考查閉合電路歐姆定律中的含容電路;要注意當(dāng)無(wú)法明確電容器的串并聯(lián)關(guān)系時(shí)則應(yīng)先求出兩端的電勢(shì),再求出兩端的電勢(shì)差即可求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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19.真空中某處,在x軸上關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A、B兩點(diǎn)有等量異種點(diǎn)電荷+Q和-Q,兩點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中分布著C、D、E三點(diǎn)(如圖所示),其中OC=OD,BE=BD,則下列判斷正確的是( 。
A.比較電場(chǎng)強(qiáng)度的大小有EC<ED
B.比較電勢(shì)高低有φC>φD
C.將同一正電荷從O點(diǎn)移到D點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功大于從O點(diǎn)移到E點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功
D.將同一正電荷從O點(diǎn)移到D點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功小于從O點(diǎn)移到E點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功

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20.把電荷量為+q的電荷從電場(chǎng)中M點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處電場(chǎng)力做功W1,取無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn),則M點(diǎn)的電勢(shì)為$\frac{{W}_{1}}{q}$;再把該電荷從距電場(chǎng)無(wú)窮遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中N點(diǎn),電荷克服電場(chǎng)力做功W2,則把該電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn),電場(chǎng)力做功為W1-W2

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17.如圖所示,實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示只受電場(chǎng)力作用的電荷運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b為運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn),可以判定( 。
A.電荷在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能
B.電荷為負(fù)電荷
C.電荷在a點(diǎn)速度大于在b點(diǎn)速度
D.a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì)

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4.超導(dǎo)材料是一種電阻為零的材料,將在人們的生產(chǎn)和生活中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用.若將超導(dǎo)材料接到電源兩端,超導(dǎo)體中將產(chǎn)生極大的電流,在其周圍空間將產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng).
(1)下列各種應(yīng)用中,超導(dǎo)材料適合做C.
A.制作電爐的電爐絲
B.制作白熾燈泡的燈絲
C.作為遠(yuǎn)距離輸電的導(dǎo)線
D.制作電熱孵化器的電阻絲
(2)在通電超導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)中,垂直磁場(chǎng)方向長(zhǎng)度L=0.50m、通有I=2A電流的導(dǎo)線,測(cè)得導(dǎo)線受到的安培力F=2×103N,求磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大。

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A.前半程速度增加3.5 vB.后半程速度增加2v
C.前$\frac{t}{2}$時(shí)間內(nèi)通過的位移為$\frac{11vt}{4}$D.后$\frac{t}{2}$時(shí)間內(nèi)通過的位移為$\frac{11vt}{4}$

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18.從離地面500m的空中自由落下的一個(gè)小球,(不計(jì)空氣阻力)取g=10m/s2,求:
(1)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間小球落到地面上:
(2)自開始下落計(jì)時(shí),小球在第1s內(nèi)的位移和最后1s內(nèi)的位移.

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19.重力G1=80N的砝碼懸掛在繩PA和PB的結(jié)點(diǎn)上.PA偏離豎直方向 37°角,PB在水平方向,且連在所受重力為G2=100N的木塊上,木塊靜止于傾角為θ=37°的斜面上,如圖所示.g 取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.試求:
(1)木塊與斜面間的摩擦力大小;
(2)木塊所受斜面的彈力大小.

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