5．如圖，一電容為C的平行板電容器的兩個(gè)極板豎直放置，板間距離為d，在兩極板間有一帶電小球質(zhì)量為m，小球用一絕緣輕線懸掛于O點(diǎn)．先給電容器緩慢充電，使兩級(jí)板所帶電荷量分別為﹢Q和-Q，此時(shí)懸線與豎直方向的夾角為30°．求：
（1）小球帶電量q；
（2）再給電容器緩慢充電，直到懸線和豎直方向的夾角增加到60°，且小球與兩極板不接觸．第二次充電使電容器正極板增加的電荷量△Q．

分析 （1）由Q=CU求的平行板間的電勢(shì)差，根據(jù)U=Ed 求的場(chǎng)強(qiáng)，根據(jù)受力分析共點(diǎn)力平衡求的所帶電荷
（2）對(duì)小球受力分析，受重力、電場(chǎng)力和拉力，根據(jù)U=Ed、Q=cU、F=qE以及平衡條件分兩次列方程后求解出電容器極板電量Q的表達(dá)式進(jìn)行討論

解答 解：（1）平行板間的電勢(shì)差為U=$\frac{Q}{C}$
場(chǎng)強(qiáng)為E=$\frac{U}ao1666l=\frac{Q}{Cd}$
對(duì)小球受力分析，有共點(diǎn)力平衡可得
mgtan30°=qE
解得$q=\frac{\sqrt{3}mgCd}{3Q}$
（2）第二次充電后，電容器帶電量為：Q+△Q，同理可得$q=\frac{\sqrt{3}mgCd}{（Q+△Q）}$
聯(lián)立解得：△Q=2Q
答：（1）小球帶電量q為$\frac{\sqrt{3}mgCd}{3Q}$；
（2）再給電容器緩慢充電，直到懸線和豎直方向的夾角增加到60°，且小球與兩極板不接觸．第二次充電使電容器正極板增加的電荷量△Q為2Q

點(diǎn)評(píng) 本題考查平行板電容器的電場(chǎng)中電場(chǎng)力、電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的關(guān)系等，關(guān)鍵結(jié)合平衡條件列式求解

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．被過濾廣告如圖所示為一小燈泡的伏安特性曲線，橫軸和縱軸分別表示電壓U和電流I．圖線上點(diǎn)A的坐標(biāo)為（U1，I1），過點(diǎn)A的切線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為I2．小燈泡兩端電壓為U1時(shí)，電阻等于（　�。�
A．$\frac{{I}_{1}}{{U}_{1}}$B．$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$C．$\frac{{U}_{1}}{{I}_{2}}$D．$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

16．下列說法正確的是（　�。�
A．光電效應(yīng)是原子吸收光子向外釋放電子的現(xiàn)象
B．α粒子散射現(xiàn)象是α粒子轟擊金原子核打出新粒子的現(xiàn)象
C．放射性元素的同位素一定具有放射性
D．聚變相對(duì)裂變產(chǎn)能效率高
E．在α、β衰變中，能量以γ光子的形式釋放

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，會(huì)用到電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或電火花計(jì)時(shí)器．

（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都是使用交流電源（填“交流”或“直流”）的計(jì)時(shí)儀器，其中電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是220V，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是4～6V．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電的頻率為50Hz，紙帶的記錄如圖所示，從A點(diǎn)開始每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，紙帶上A、B、C、D、E、F、G為七個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)．
根據(jù)學(xué)過的知識(shí)可以求出小車在AG段的平均速度$\overline{v}$=0.68m/s，在E點(diǎn)的速度vE=0.84m/s，小車運(yùn)動(dòng)的加速度為1.6m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．如圖所示，實(shí)線為不知方向的三條電場(chǎng)線，從電場(chǎng)中O點(diǎn)以相同速度垂直于電場(chǎng)線方向飛出a、b兩個(gè)帶電粒子，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示，則（　　）
A．a一定帶正電，b一定帶負(fù)電
B．a的電勢(shì)能將減小，b的電勢(shì)能將增加
C．a的加速度將增加，b的加速度將減小
D．兩個(gè)粒子的動(dòng)能均減小

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．如圖所示，在粗糙水平臺(tái)階上A點(diǎn)靜止放置一質(zhì)量m=0.5kg的小物塊，它與水平臺(tái)階表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，且與臺(tái)階邊緣O點(diǎn)的距離s=5m．在臺(tái)階右側(cè)固定了一個(gè)以O(shè)點(diǎn)為圓心的圓弧形擋板，以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系，擋板上邊緣P點(diǎn)的坐標(biāo)為（1.6m，0.8m）．現(xiàn)用F=5N的水平恒力拉動(dòng)小物塊，一段時(shí)間后撤去拉力，小物塊最終水平拋出并擊中擋板（g=10m/s2）．
（1）若小物塊恰能擊中擋板的上邊緣P點(diǎn)，求拉力F作用的距離；
（2）改變拉力F的作用時(shí)間，小物塊可擊中擋板的不同位置，求擊中擋板時(shí)小物塊動(dòng)能的最小值．（結(jié)果可保留根式）

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

17．如圖所示，把長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體棒與磁場(chǎng)方向垂直，棒中通有電流I，導(dǎo)體棒所受安培力為F，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少？若通入的電流增大為原來的2倍，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少？此時(shí)導(dǎo)體棒受到的安培力為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

14．關(guān)于波的圖象的物理意義，下列說法正確的是（　　）
A．表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移B．表示某一時(shí)刻某一質(zhì)點(diǎn)的位移
C．表示各個(gè)時(shí)刻某一質(zhì)點(diǎn)的位移D．表示各個(gè)時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

15．大磅秤上站著一個(gè)重500N的人，同時(shí)放著一個(gè)重30N的物體，當(dāng)此人用20N的力豎直向上提這個(gè)物體時(shí)（　�。�
A．磅秤上的示數(shù)減少20NB．磅秤的示數(shù)不會(huì)改變
C．物體受到的重力為30ND．人對(duì)磅秤的壓力是500N

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