高中物理观察电容器的充、放电现象计算题

如图所示，一平行板电容器的两个极板竖直放置，在两板之间有一个带电小球，小球用绝缘细线连接悬挂于O点。现给电容器缓慢充电，使两极板所带电量分别为+Q和-Q，此时悬线与竖直方向的夹角为30º。再给电容器缓慢充电，直到悬线与竖直方向的夹角增加到60º，且小球与两板不接触。求第二次充电使电容器正板增加的电量是多少?

如图所示，两块相同的金属板正对着水平放置，板间距离为 d 。当两板间加电压 U 时，一个质量为m、电荷量为 + q的带电粒子，以水平速度 v₀ 从A点射入电场，经过一段时间后从B点射出电场，A、B间的水平距离为 L ，不计重力影响。求：

（1）带电粒子从A点运动到B点经历的时间；
（2）带电粒子经过B点时速度的大小；
（3）A、B间的电势差。

竖直放置的一对平行金属板的左极板上，用长为的轻质绝缘细线悬挂一个带电量为q质量为 m的小球，将平行金属板按如图所示的电路图连接．当滑动变阻器R在a位置时，绝缘线与左极板的夹角为θ₁=30°，当将滑片缓慢地移动到b位置时，夹角为θ₂=60°．两板间的距离大于，重力加速度为g．问：

（1）小球在上述两个平衡位置时，平行金属板上所带电荷量之比
（2）若保持变阻器滑片位置在a处不变，对小球再施加一个拉力，使绝缘线与竖直方向的夹角从θ₁=30°缓慢地增大到θ₂=60°，则此过程中拉力做的功W=？

如图所示，从电子枪射出的电子束（初速度不计）经电压U₁=2000V加速后，从一对金属板Y和Y′正中间平行金属板射入，电子束穿过两板空隙后最终垂直打在荧光屏上的O点．若现在用一输出电压为U₂=160V的稳压电源与金属板Y、Y′连接，在YY′间产生匀强电场，使得电子束发生偏转．设电子质量为9×10^﹣31kg，电量e=1.6×10^﹣19C, YY′两板间距d=2.4cm，板长l=6.0cm，板的末端到荧光屏的距离L=12cm。整个装置处于真空中，不考虑电子重力及电子间相互作用。试求：

（1）电子束射入金属板Y、Y′时速度v₀=？
（2）电子束离开金属板Y、Y′时，偏离入射方向的竖直位移量y=?
（3）如果两金属板Y、Y′间的距离d可以随意调节（保证电子束仍从两板正中间射入），其他条件都不变，那么电子束打到荧光屏上的位置P(图中未标出)到O点的距离是否存在最大值Y_m？如果存在Y_m=？答                    （本问题只写结果，不要计算过程）

如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d="40" cm。电源电动势E=24V，内电阻r ="1" Ω，电阻R="15" Ω。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v₀="4" m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=1×10^-2 C，质量为m=2×10^-2 kg，不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板?此时，电源的输出功率是多大？（取g="10" m/s²）

如图所示，水平放置的平行板电容器两板间距为d＝8 cm，板长为L＝25 cm，接在直流电源上，有一带电液滴以v0＝0.5m/s的初速度从电容器左端沿两板间中线水平射入，恰好做匀速直线运动，当它运动到板间P处时迅速将下极板向上移动cm，结果液滴刚好从金属板末端飞出。取g=10m/s2，求：

（1）液滴通过平行板电容器两板间所用时间t；
（2）液滴飞出平行板电容器时的速度v。

如图甲所示，有一粒子源发射具有沿轴线ABO方向，速度大小不同的粒子，粒子质量均为m，带电荷量均为q（q>0）。A.B是两个阀门，阀门后是一对平行极板，两极板间距为2d，上极板接地，下极板的电势随时间变化关系如图乙所示。O处是一与轴线垂直的接收屏，以O为原点，垂直于轴线ABO向上为y坐标轴正方向。不同速度的粒子打在接收屏上对应不同的坐标，其余尺寸见图。已知关系式。某时刻A开启，t/2后关闭，又经过t/2后B开启，再过t/2后B也关闭，以B开启的时刻作为图乙中计时零点。（不计粒子重力和粒子间的相互作用力）

（1）求能穿过A和B的粒子的最大速度和最小速度；
（2）上述两类粒子打在接收屏上的y坐标。

如图所示，一平行板电容器接在U＝12 V的直流电源上，电容C＝3.0×10^－10 F，两极板间距离d＝1.2×10^－3m，取g＝10 m/s²，求：

(1)该电容器所带电量．
(2)若板间有一带电微粒，其质量为m＝2.0×10^－3 kg，恰在板间处于静止状态，则该微粒带电量为多少？带何种电荷？

如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，有一个质量为m，带电量为+q的小球在B板之下H处以初速度v₀竖直向上进入两板间，欲使小球恰好打到A板，试讨论A、B板间的电势差是多大？

在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n = 1500匝，横截面积S = 20。螺线管导线电阻r = 1.0Ω， = 4.0Ω，= 5.0Ω，C=30μF。在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化。求：

（1）求螺线管中产生的感应电动势；
（2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R1的电功率；
（3）S断开后，求流经R2的电量。

如图（甲）所示，某粒子源向外放射出一个α粒子，粒子速度方向与水平成30°角，质量为m，电荷量为+q。现让其从粒子源射出后沿半径方向射入一个磁感应强度为B、区域为圆形的匀强磁场（区域Ⅰ）。经该磁场偏转后，它恰好能够沿y轴进入下方的平行板电容器，并运动至N板且恰好不会从N板的小孔P射出电容器。已知平行板电容器与一边长为L的正方形单匝导线框相连，其内有垂直框面的磁场（区域Ⅱ），磁场变化如图（乙）所示。不计粒子重力，求：

（1）磁场区域Ⅱ磁场的方向及α粒子射出粒子源的速度大小；
（2）圆形磁场区域的半径；
（3）α粒子在磁场中运动的总时间。

如图所示，两平行金属板A．B间为一匀强电场，A、B相距6cm，C、D为电场中的两点，C点在A板上，且CD=4cm，CD连线和场强方向成60°角．已知电子从D点移到C点电场力做功为3.2×10^﹣17J，电子电量为1.6×10^﹣19C．求：

（1）匀强电场的场强；
（2）A．B两点间的电势差；
（3）若A板接地，D点电势为多少？

(12分)质量为、电量为的带电微粒以2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B正中央水平飞入板间，已知板长L=10cm，板间距离d=2cm

（1）若带电微粒恰好沿直线穿过板间，求A、B间的电势差？（g=10m/s²）
（2）当U_AB=2000V时，通过计算判断微粒能否从板间飞出？

如图所示的电路中，R₁＝3 Ω，R₂＝6 Ω，R₃＝1.5 Ω，C＝20 μF，当开关S断开时，电源的总功率为2 W；当开关S闭合时，电源的总功率为4 W，求：

（1）电源的电动势和内电阻；
（2）闭合S时，电源的输出功率；
（3）S断开时，电容器所带的电荷量是多少？

如图甲所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有两根竖直放置相距为L平行光滑的金属导轨，顶端用一阻直为R的电阻相连，两导轨所在的竖直平面与磁场方向垂直。一根质量为m的金属棒从静止开始沿导轨竖直向下运动，当金属棒下落龙时，速度达到最大，整个过程中金属棒与导轨保持垂直且接触良好。重力加速度为g，导轨与金属棒的电阻可忽略不计，设导轨足够长。求：

（l）通过电阻R的最大电流；
（2）从开始到速度最大过程中，金属棒克服安培力做的功W_A；
（3）若用电容为C的平行板电容器代替电阻R，如图乙所示，仍将金属棒从静止释放，经历时间t的瞬时速度v₁。