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(20分)某些非电磁量的测量是可以通过一些相应的装置转化为电磁量来测量的。一平板电容器的两个极扳竖直放置在光滑的水平平台上,极板的面积为,极板间的距离为。极板1固定不动,与周围绝缘;极板2接地,且可在水平平台上滑动并始终与极板1保持平行。极板2的两个侧边与劲度系数为、自然长度为的两个完全相同的弹簧相连,两弹簧的另一端固定.图预17-4-1是这一装置的俯视图.先将电容器充电至电压后即与电源断开,再在极板2的右侧的整个表面上施以均匀的向左的待测压强;使两极板之间的距离发生微小的变化,如图预17-4-2所示。测得此时电容器的电压改变量为。设作用在电容器极板2上的静电作用力不致引起弹簧的可测量到的形变,试求待测压强

参考解答

因电容器充电后与电源断开,极板上的电量保持不变,故两板之间的电压应与其电容成反比;而平板电容器的电容又与极板间的距离成反比;故平板电容器的两板之间的电压与距离成正比,即

                                         (1)

式中为比例系数。

极板2受压强作用而向左移动,并使弹簧变形。设达到平衡时,极板2 向左移动的距离为,电容器的电压减少了,则有

                              (2)

由(1)与(2)式得

                                           (3)

极板2移动后,连接极板2的弹簧偏离其原来位置角,弹簧伸长了,如图预解17-4所示,弹簧的弹力在垂直于极板的方向上的分量与加在极板2上的压力平衡,即有

                                                     (4)

因为是小角,由几何关系知

                                                     (5)

解(3)、(4)、(5)式得

                                                      (6)

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题
(1)为完成此实验,除了所给的器材外,还需要的器材有
AD
AD
.(填入正确选项前的字母)
A.米尺   B.秒表   C.低压直流电源D.低压交流电源
(2)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器材.
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上.
C.用天平测出重锤的质量.
D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带,再更换纸带重复多次.
E.选择一条合适的纸带,测量纸带上某些点间的距离.
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
其中操作不当的步骤是
B
B
,非必需的步骤是
C
C

(3)如果以v2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的v2-h图象,该图象是
过原点的倾斜直线
过原点的倾斜直线
,该图线的斜率等于
2g
2g

(4)在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为50Hz,当地重力加速度的值为9.80m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg.若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如上图所示(相邻计数点时间间隔为0.02s),那么:纸带的
(左、右)端与重物相连;打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=
0.98
0.98
m/s.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(20分)某些非电磁量的测量是可以通过一些相应的装置转化为电磁量来测量的。一平板电容器的两个极扳竖直放置在光滑的水平平台上,极板的面积为,极板间的距离为。极板1固定不动,与周围绝缘;极板2接地,且可在水平平台上滑动并始终与极板1保持平行。极板2的两个侧边与劲度系数为、自然长度为的两个完全相同的弹簧相连,两弹簧的另一端固定.图是这一装置的俯视图.先将电容器充电至电压后即与电源断开,再在极板2的右侧的整个表面上施以均匀的向左的待测压强;使两极板之间的距离发生微小的变化,如图所示。测得此时电容器的电压改变量为。设作用在电容器极板2上的静电作用力不致引起弹簧的可测量到的形变,试求待测压强

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