人教版高中物理选修2-1含容电路问题集锦

2010年高中物理含容电路问题集锦
1．如图所示，水平放置的金属细圆环半径
为0.1m ，竖直放置的金属细圆柱（其半径
比0.1m 小得多）的端面与金属圆环的上
表面在同一平面内，圆柱的细轴通过圆环
的中心O ，将一质量和电阻均不计的导体
棒一端固定一个质量为10g 的金属小球，
被圆环和细圆柱端面支撑，棒的一端有一
小孔套在细轴O 上，固定小球的一端可绕
轴线沿圆环作圆周运动，小球与圆环的摩
擦因素为0.1，圆环处于磁感应强度大小为
4T 、方向竖直向上的恒定磁场中，金属细
圆柱与圆环之间连接如图电学元件，不计
棒与轴及与细圆柱端面的摩擦，也不计细圆柱、圆环及感应电流产生的磁场，开始时S 1断开，S 2拔在1位置，R 1=R 3=4Ω，R 2=R 4=6Ω，C =30uF ，求：
（1）S 1闭合，问沿垂直于棒的方向以多大的水平外力作用于棒的A 端，才能使棒稳定后以角速度10rad/s 匀速转动?
（2）S 1闭合稳定后，S 2由1拔到2位置，作用在棒上的外力不变，则至棒又稳定匀速转动的过程中，流经R 3的电量是多少?
解析：（1）金属细圆柱产生的电动势为伏22
12==L B E ω 对整个系统由功能关系得212
)(R R E L f F +=-ω 代入数据解得F=0.41N.
（2）S 1闭合，S 2拔到2位置，稳定后的金属细柱的解速度为ω′
由对整个系统由功能关系得2
122)21()(R R L B L f F +'='-ωω 代入数据解得ω′=ω=10rad/s
S 2拔1稳定后电容器两端的电压为V R R ER V 2.11221=+=
且上板带正电 S 2拔2稳定后电容器两端的电压为V R R ER V 8.01
212=+=且上板带负电 ∴电容器上的电量变化为C C V V Q 521106)(-⨯=+=∆ ∴流过R 3的电量为C Q Q 53106.35
3-⨯=∆=
初速为v 的匀减速运动，v y =v-a y ·t ，其中a x =a y =g μ2
2。

合速度为22y x v v v +=合，即22222222v t va t a v v v x x y x +-=+=合，当x
a v t 2=时，2合v 有最小值，最小速度v v 22min =合。

一、电量----电压---电容器跟谁并联
若无法确定跟谁并联,就从电势角度入手---规定电势之零点
2．如图4-1-3所示的电路中，电阻R 1=10Ω，R 2=20Ω，。