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    如图,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4Ω,电容C=2mF,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆CD,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于方向竖直向上B=0.5T的匀强磁场中.现用一垂直金属杆CD的外力F沿水平方向拉杆,使之由静止开始向右运动.求:
    (1)若开关S闭合,力F恒为0.5N,CD运动的最大速度;
    (2)若开关S闭合,使CD以(1)问中的最大速度匀速运动,现使其突然停止并保持静止不动,当CD停止下来后,通过导体棒CD的总电量;
    (3)若开关S断开,在力F作用下,CD由静止开始作加速度a=5m/s2的匀加速直线运动,请写出电压表的读数U随时间t变化的表达式.
    魔方格

    本题信息:物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “如图,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4Ω,电容C=2mF,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆CD,导轨...” 主要考查您对

电容的定义式

闭合电路欧姆定律

导体切割磁感线时的感应电动势

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电容:

1、物理意义:描述电容器容纳电荷本领的物理量。由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定,与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。
2、定义:电容器所带电量Q与电容器两极板间电压U的比值就叫做电容器的电容。
3、定义式:C=Q/U(适用于各种电容器)。
4、单位:法拉F,微法μF,皮法pF,1pF=10-6μF=10-12F。
5、备注:(1)电容器的电容大小由电容器本身的性质决定,与电容器所带的电荷量、两极板问的电势差无关。
(2)电容在数值上等于使两极板问的电势差为 1V时电容器所带的电荷量,相同电压下所带的电荷量越多,表示电容器的电容越大。在电容器两极板间的电势差相同的情况下,电容越大的电容器极板上所带的电荷量越多

电容器的两个电容公式的比较:


闭合电路欧姆定律:

1、内容:闭合电路的电流强度跟电源的电动势成正比,跟闭合电路总电阻成反比。
2、表达式:I=E/(R+r)。
3、适用范围:纯电阻电路。
4、电路的动态分析:
①分析的顺序:外电路部分电路变化→R变化→由判断I的变化→由U=E-Ir判断U的变化→由部分电路欧姆定律分析固定电阻的电流、电压的变化欧→用串、并联规律分析变化电阻的电流、电压电功。
②几个有用的结论
Ⅰ、外电路中任何一个电阻增大(或减少)时外电路的总电阻一定增大(或减少)。
Ⅱ、若开关的通断使串联的用电器增多时,总电阻增大;若开关的通断使并联的支路增多时,总电阻减少。
Ⅲ、动态电路的变化一般遵循“串反并同”的规律;当某一电阻阻值增大时,与该电阻串联的用电器的电压(或电流)减小,与该电阻并联的用电器的电压(或电流)增大。


电源的关系:



电阻的图像与闭合电路的图像:



导体切割磁感线产生的电动势:

 


电磁感应中电路问题的解法:

电磁感应规律与闭合电路欧姆定律相结合的问题,主要涉及电路的分析与计算。解此类问题的基本思路是:
(1)找电源:哪部分电路产生了电磁感应现象,则这部分电路就是电源。
(2)由法拉第电磁感应定律求出感应电动势的大小,根据楞次定律或右手定则确定出电源的正负极。
①在外电路,电流从正极流向负极;在内电路,电流从负极流向正极。
②存在双感应电动势的问题中,要求出总的电动势。
(3)正确分析电路的结构,画出等效电路图。
①内电路:“切割”磁感线的导体和磁通量发生变化的线圈都相当于“电源”,该部分导体的电阻相当于内电阻。
②外电路:除“电源”以外的电路即外电路。
(4)运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率等列方程求解。


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