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    我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器，电磁弹射系统包括电源、储能装置、导轨和脉冲发生器等等．其工作原理如图1所示，利用与飞机前轮连接的通电导体在两平行金属导轨的强电流产生的磁场中受安培力作用下加速获得动能．设飞机质量为m=1.8×104kg，起飞速度为v=70m/s，起飞过程所受平均阻力恒为机重的k=0.2倍，在没有电磁弹射器的情况下，飞机从静止开始起飞距离为l=210m；现在想利用电磁弹射器与飞机发动机（牵引力不变）同时工作时使飞机飞离航母，已知使电磁弹射器工作的储能装置是电容量C很大电容器，电容器储存电能：W屯=
    1
    2
    CU2，如图2示是电容器的带电量q与极板间电压U的关系曲线，开始时电容器的充电电压为1000V，假设电容器释放的能量有77%转化为安排力做功，求：

    （1）该电容器的电容；
    （2）飞机所受牵引力F的大小；
    （3）在航母甲板上加速多长距离即可起飞？
    （1）由电容的定义式C=
    Q
    U
    ，知图象的斜率等于电容器的电容，由图可知，Q=3×104C，U=5×102V，所以C=
    3×104
    5×102
    F=60F
    （2）没有电磁弹射器时，由动能定理得：（F-kmg）l=
    1
    2
    mv2
    则 F=
    mv2
    2l
    +kmg
    代入数据解得：F=
    1.8×104×702
    2×210
    +0.2×1.8×104×10=2.46×105（N）
    （3）由能量守恒定律得：
    0.77?
    1
    2
    CU2+（F-kmg）L′=
    1
    2
    mv2
    解得：L′=100（m）
    答：
    （1）该电容器的电容为60F；
    （2）飞机所受牵引力F的大小为2.46×105N；
    （3）在航母甲板上加速100m距离即可起飞．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，平行板电容器两板间距离为d，所带电量为Q，且上极板带正电。一质量为m，带电量为q的小球，在离平行板电容器上极板小孔A的正上方h处自由释放，到达下极板时小球的速度恰好为零（小球不与下极板接触）。已知重力加速度为g。
    （1）试分析小球所带电荷的性质，并简要说明小球的运动过程。
    （2）小球开始下落到速度减为零的过程中所用的时间和最大速度分别为多少？
    （3）电容器的电容为多少？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    关于电容器的说法不正确的是：（　　）
    A．电容器由两个彼此绝缘互相靠近的导体构成?
    B．电容器既能充电，也能放电?
    C．照相机闪光灯应用电容器放电发出强光??
    D．电容器只能储存同种电荷?

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示，水平放置的平行板电容器，两个极板间有一带电小球，开关闭合时，小球静止在电场中．若保持开关闭合，把电容器的下板向上平移（未碰到小球），则小球将（　　）
    A．向下加速运动
    B．向上加速运动
    C．仍然静止不动
    D．向上先加速然后减速运动

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    下列说法中正确的是（　　）
    A．平行板电容器一板带电+Q，另一板带电-Q，则此电容器不带电
    B．由公式C=Q/U可知，电容器的电容随带电量Q的增加而变大
    C．平行板电容器保持带电量不变而增大两板的间距时，两板间的电场强度不变
    D．保持电容器始终与恒定直流电源相连，若减少两板的正对面积，则极板上的电量会增加

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    一个电容器带了电荷量Q后，两极板电势差为U，若它带的电荷量减少
    Q
    2
    ，则（　　）
    A．电容为原来的
    1
    2
    ，两极板电压不变
    B．电容为原来的2倍，两极板电压不变
    C．电容不变，两极板电压是原来的
    1
    2
    D．电容不变，两极板电压是原来的2倍

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    一带电粒子在正电荷形成的电场中运动，运动轨迹为图中所示的abcd曲线，下列判断正确的是（  ）
    A．粒子带正电
    B．粒子通过a点时的速率比通过b点时小
    C．粒子通过a点时受到的电场力比通过b点时小
    D．粒子通过a点时的电势能比通过c点时大

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    为模拟净化空气过程，有人设计了如图所示的含有灰尘空气的密闭玻璃圆柱桶（圆桶的高和直径相等）。第一种除尘方式是：在圆柱桶顶面和底面间加上电压U，沿圆柱桶的轴线方向形成一个匀强电场，尘粒运动方向如图甲所示；第二种除尘方式是：圆柱桶轴线处放一直导线，在导线与容器壁间加上的电压也等于U，形成沿半径方向的辐向电场，尘粒运动方向如图乙所示。已知空气阻力与尘粒运动的速度成正比，即f=kv（k为一定值），假设每个尘粒的质量和电量均相同，重力可忽略不计，则在这两种方式中（   ）
    A．尘粒最终均有可能做匀速运动
    B．灰尘沉积处的电场强度相等
    C．电场对单个尘粒做功的最大值相等
    D．单个尘粒在沉积前的速度大小相等

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    对于水平放置的平行板电容器，有关电容器的电容,下列说法正确的是
    A．将两极板的间距加大，电容将减小
    B．将两极板从正对平行错开，电容将增大
    C．在两极板之间放置一块厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大
    D．在两极板之间放置一块厚度小于极板间距的铝板，电容将减小

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