分析 (1)在K1断开、K2闭合时,R1、R2、R3、串联在电路中,根据闭合电路欧姆定律求得电路中的电流,由部分电路欧姆定律求出电容器的电压,即可由Q=CU求得电容器的电量.
(2)再将K1闭合,R1和R2被短路,再求出电路中电流和电容器的电压,并求出电容器的电量,即可得到电容器C电量的改变量.
(3)电容器C的电量不发生改变,则其电压不变,根据串联电路分压规律求解.
解答 解:(1)K1闭开,K2闭合后,R1、R2、R3串联在电路中,电路中的电流为:I1=$\frac{E}{{R}_{1}+{R}_{2}+{R}_{3}+r}$=$\frac{12}{99+15+5+1}$A=0.1A.
电容器C与R2和R3的串联电路并联,故电容器的两端电压为:UC=I1(R2+R3)=0.1×20V=2V
故电容器C所带电量为:Q=CUC=500×10-6×2C=1×10-3C
(2)再将K1闭合时,R1和R2被短路,电路中的电流为:I2=$\frac{E}{{R}_{3}+r}$=$\frac{12}{5+1}$A=2A
此时电容器C与R3并联,有:U′C=I2R3=2×5V=10V
C所带电量为:Q′=C•U′C=500×10-6×10V=5×10-3 C
因此,电容器C的电量增加了△Q=Q′-Q=4×10-3C.
(3)为了使得K1再合上时,电容器C的电量恰好不发生改变,必须使电容器的电压不变,设应该把R1的阻值预先调为Rx.则有:
$\frac{{R}_{2}+{R}_{3}}{{R}_{x}+{R}_{2}+{R}_{3}+r}$=$\frac{U{′}_{C}}{E}$
代入数据解得:Rx=3Ω
答:(1)在K1断开、K2闭合的状态下,电容器C的电量是1×10-3C;
(2)在K2已经闭合的情况下,再将K1闭合,电路稳定后电容器C的电量将增加4×10-3C.
(3)应该把R1的阻值预先调为3Ω.
点评 解决本题的关键要明确电路的连接关系,判断出电容器的电压与电阻电压的关系,再运用闭合电路欧姆定律和电容器的电量公式结合解答.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | U2<U1 | B. | I2<I1 | ||
C. | $\frac{U_1}{I_1}={R_3}$ | D. | $\frac{{{U_2}-{U_1}}}{{{I_2}-{I_1}}}={R_3}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 在开始的2 s内穿过线圈的磁通量变化率等于0.08 Wb/s | |
B. | 在开始的2 s内穿过线圈的磁通量的变化量等于零 | |
C. | 在开始的2 s内线圈中产生的感应电动势大小等于8 V | |
D. | 在第3 s末线圈中的感应电动势等于零 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 甲表示数比乙表示数更接近该电阻两端原来的电压 | |
B. | 甲表内阻比乙表内阻大 | |
C. | 该电阻两端原来的电压必在10.1V和10.3V之间 | |
D. | 该电阻两端原来的电压必大于10.3V |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 线圈中感应电动势每秒增加2 V | |
B. | 线圈中感应电动势每秒减少2 V | |
C. | 线圈中感应电动势始终为2 V | |
D. | 线圈中感应电动势始终为一个确定值,但由于线圈有电阻,电动势小于2 V |
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
次数 | 弹簧长度L/cm | 弹簧长度l/cm | 钩码质量m/g |
1 | 5.00 | 7.23 | 230 |
2 | 10.00 | 15.56 | 250 |
3 | 15.00 | 16.67 | 50 |
4 | 20.00 | 22.23 | 50 |
5 | 25.00 | 30.56 | 50 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 穿过该闭合回路的磁通量的大小为Bπ(R2-r2) | |
B. | 穿过该闭合回路的磁通量的大小为Bπ(R2+r2) | |
C. | 当磁感应强度大小增大时小圆中感应电流的方向为逆时针 | |
D. | 当磁感应强度大小增大时小圆中感应电流的方向为顺时针 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 0.15 A | B. | 0.22 A | C. | 0.24 A | D. | 0.32 A |
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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