Question

20．如圖所示，已知平行板電容器兩極板間距離d=4mm，充電后兩極板電勢(shì)差為120V．A板帶正電，若它的電容為3 μF，且P到A板距離為1mm．求：
（1）每一板的帶電荷量；
（2）一個(gè)電子從B板出發(fā)到A板獲得的動(dòng)能；
（3）兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度．
（4）有一帶電量為q=1×10^-3C的小球可勻速通過板間，請(qǐng)判斷小球所帶電性和小球質(zhì)量．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電容的定義式C=$\frac{Q}{U}$求電荷量；
（2）電子從B板出發(fā)到A板，電場(chǎng)力對(duì)電子做正功eU，根據(jù)動(dòng)能定理求解動(dòng)能；
（3）兩板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，由E=$\frac{U}ldtr55p$求出電場(chǎng)強(qiáng)度；
（4）根據(jù)受力平衡即可判斷電性及質(zhì)量

解答 解　（1）由Q=UC得：Q=120×3×10^-6C=3.6×10^-4C．
（2）因?yàn)殡娮訌腂板出發(fā)到A板的過程中電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，所以E_k-0=qU_AB，E_k=120 eV．
（3）E=$\frac{U}brzn55n$=3×10⁴ N/C．
（4）小球運(yùn)動(dòng)通過，根據(jù)受力分析可知mg=qE，可以得到m=$\frac{qE}{g}=\frac{1×1{0}^{-3}×3×1{0}^{4}}{10}kg=3kg$，受到的電場(chǎng)力向上，故帶負(fù)電．
答：（1）每一板的帶電荷量3.6×10^-4C；
（2）一個(gè)電子從B板出發(fā)到A板獲得的動(dòng)能120 eV；
（3）兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度3×10⁴ N/C．
（4）小球所帶負(fù)電和小球質(zhì)量位3kg

點(diǎn)評(píng) 本題考查電場(chǎng)的基本知識(shí)：C=$\frac{Q}{U}$、E=$\frac{U}rt5h5bd$、和動(dòng)能定理的應(yīng)用，比較簡(jiǎn)單．