- 高三物理电容器相关题目
以下是几道高三物理电容器相关的题目:
1. 【类型】有一电容器,电容为C,充电后电势差为U。接着断开电源一段时间,然后将其与电源等效地连接在R上,求其带电量和电势差的变化。
答案:断开电源后,电容器带电量不变,与电源等效地连接在R上时,电容器电压会发生变化,但最终会达到一个新的稳定状态。在这个状态下,电容器电压会小于原来的电压U,但具体变化量取决于R的大小。
2. 【例题】有两个完全相同的平行板电容器C1和C2,串联在电路中。其中一个电容器带电量为Q,另一个电容器带电量为2Q。如果两电容器两极板之间的距离为d,那么它们之间的电压之比是多少?
答案:两个电容器串联时,总电荷量等于各个电容器的带电量之和。由于两个电容器的电容相同,因此它们两端的电压之比等于它们的带电量之比。因此,两个电容器两极板之间的电压之比为1:2。
3. 【题目】一个平行板电容器充电后与电源断开,两板间的距离为d。现在使其中一块极板与电池组连接,而另一块极板接地,求接地极板上的电荷面密度?
答案:充电后与电源断开,电容器的电荷量保持不变。接地极板上的电荷面密度等于零,因为它的电势被强制为零。现在使其中一块极板与电池组连接,而另一块极板接地,那么接地极板上的电荷面密度保持不变。
这些题目涵盖了电容器的带电量、电压、电容以及接地等问题,可以帮助你更好地理解高三物理电容器相关知识。
相关例题:
题目:
一个电容器C,其电容为C,充电后与电源断开,放置在绝缘环境中,此时它的电荷量为Q。现在将一个极板面积扩大的电容器放入该电容器中,求此时电容器两极板间的电势差。
解题思路:
1. 电容器C充电后与电源断开,电荷量Q保持不变。
2. 将扩大面积的电容器放入电容器C中,两极板间距离减小,电容C'增大。
3. 根据电容的定义式C = Q/U,可得到新的电容C'下的电压U'。
解题过程:
设原来电容器C的极板面积为S,极板间距为d,电容为C。现在将另一个极板面积为S'的电容器放入C中,极板间距为d'。由于两电容器间无电荷交换,因此有:
Q = CU
Q = C'U'
由于极板面积扩大的电容器放入后,两极板间的距离减小,因此C'增大。根据电容的定义式可得:
C' = Q/U'
联立以上公式可得:
U' = Q/(C + C') = Q/(C + Q/C) = CU/(C + 1)
所以,此时电容器两极板间的电势差为CU/(C + 1)。
答案:电容器两极板间的电势差为CU/(C + 1)。
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