26届物理竞赛初赛试题选择第一题,答案为什么是BD呢?
1.图中a、b和c、d分别是两个平行板电容器的极板,E为电池,彼此相距较远。用导线将E的正极与a、c相连,将E的负极与b、d相连,待电容器充电后,去掉导线。这时已知a带的电荷量大于c带的电荷量,称此状态为原始状态。 现设想用两根导线分别都从原始状态出发,进行以下两次连接:第一次用一根导线将a、c相连,用另一根导线将b、d相连;第二次用一根导线将a、d相连,用另一根导线将b、c相连,每次连接后都随即移去导线。 下面哪种说法是正确的?[ ]
A.经过第一次连接,a、b间的电压下降,c、d间的电压上升
B.经过第一次连接,a、b间和c、d间的电压都不变
C.经过第二次连接,a、b间的电压...全部
1.图中a、b和c、d分别是两个平行板电容器的极板,E为电池,彼此相距较远。用导线将E的正极与a、c相连,将E的负极与b、d相连,待电容器充电后,去掉导线。这时已知a带的电荷量大于c带的电荷量,称此状态为原始状态。
现设想用两根导线分别都从原始状态出发,进行以下两次连接:第一次用一根导线将a、c相连,用另一根导线将b、d相连;第二次用一根导线将a、d相连,用另一根导线将b、c相连,每次连接后都随即移去导线。
下面哪种说法是正确的?[ ]
A.经过第一次连接,a、b间的电压下降,c、d间的电压上升
B.经过第一次连接,a、b间和c、d间的电压都不变
C.经过第二次连接,a、b间的电压和c、d间的电压中有一个上升,一个下降
D.经过第二次连接,a、b间的电压和c、d间的电压都下降
设:ab组成的电容为C1,cd组成的电容为C2。
当电源接C1,C2 后,给它们充电分别为:Q1=C1U,Q2=C2U。
由于Q1〉Q2,故C1〉C2。
由电源接法,知a,c板带正电; b,d板带负电。两电容充电后电压相等,为U。
B.经过第一次连接,a、b间和c、d间的电压都不变。
由于两电容充电电压相等,故用一根导线将a、c相连,用另一根导线将b、d相连,均为等电位点相连,所以无电荷移动。则电压不变。
b
D.经过第二次连接,a、b间的电压和c、d间的电压都下降
a接d,是把两电容串联。
则b板带有负电荷Q1=C1U, a
c板带有正电荷Q2=C2U。后c接b,相当于右图开关S合上。 d S
那么c板正电荷就沿开关线路到达b板,与b板负电荷中和,
由于Q1〉Q2,只能中和部分,剩余电荷为负电,量为Q1-Q2。
c
同样a,d板也会正负电荷中和,剩余电荷为正电,量为Q1-Q2。
这时,C1,C2成为并联电容,并联电压相等。
电量Q1-Q2按与电容成正比分配。很显然,C1 的电量比原来小了,则电压下降。
从而也推出C2电压下降
。收起