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电场竞赛练习五


1.如图所示,电源的电动势为 E,内阻为 r,通过一电阻 R 对电容器充电,电容器的电容为 C,且两极间已有 d’=d/2 的导体, (横截面积与极板相同) (1)先合上开关 K,求充电过程 R 上的焦耳热 QR; (2)充电完毕,打开开关 K,并拔出极板间的导体,至少需要作多少功?

2.(第十三届预赛)静电复印机里,常用如图的电路来调节 A、C 两板间电场强度的大小, 从而用来控制复印件的颜色深浅。 在操作时, 首先对金属板 A、 组成的平行班电容器充电, B 该电容器的 B 板接地,A、B 板间填充有介电常数为ε 的电介质,充电后两板间的电势差为 U,而后,断开该充电电源,将连接金属板 C 和可调电源 E 的开关 S 闭合,这样,A、C 两板 间的电场强度将随可调电源 E 的电动势变化而得以调节。已知 C 板与 A 板很近,相互平行, 且各板面积相等。A、B两板间的距离为d1,A、C两板间的距离为d2,A、C两板间空 气的介电常数为1。试求:当可调电源的电动势为U0时,A、C 两板间某点 P 处的场强E。

3.(第十一届预赛)在下图所示的电路中,三个电容器 CⅠ、CⅡ、CⅢ的电容值均等于 c 电源的电动势ε 。RⅠ、R2 为电阻。K 为双掷开关。开始时,三个电容器都不带电。先接 通 oa,再接通 ob,再接通 oa,再接通 ob,……,如此反复换向,设每次接通前都已达到静 电平衡, 试求:(1) K 第 n 次接通 ob 并达到平衡后, 当 每个电容器两端的电压各是多少? (2)当反复换向的次数无限增多时,在所有电阻上消耗的总电能是多少?

4.(第十届预赛)在下图中所示 ad 为一平行板电容器的两个极板,bc 是一块长宽都与 a 板 相同的厚导体板,平行地插在a、d之间,导体板的厚度bc=ab=cd。极板a、d与 内阻可忽略的电动势为?的蓄电池以及电阻 R 相联如图,已知在没有导体板bc时电容器 a、d的电容为 C。现将导体板bc抽走,设已知抽走过程中所做的功为 A,求这过程中电 阻 R 上消耗的电能。

5.一平行板电容器, 电容 C0=300μF, 极板 A1接在一个电源的正极, A2接在另一电源的负极, 两电源的电动势均为150V,另外一极均接地,取一金属板 B,其面积与 A1、A2相同,厚度 为电容器两极间距离的1/3,插入电容器两极板的正中央,如图所示. (1)取一电动势为50V 的电源 E,负极接地,正极与金属板 B 联通.问此时由电源 E 输送到 B 的总电量是多少? (2)在上述情况下,左右平移金属板 B,改变它在电容器两极板间的位置,直至 B 上电量为 零.固定 B 板位置,然后切断所有电源,再将 B 板从电容器中慢慢抽出,求此时电容器两 极板之间的电压.


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