Question

10．如圖所示，平行板電容器的兩個(gè)極板A、B分別接在電壓為60V的恒定電源上，兩板間距為3cm，電容器帶電荷量為6×10^-8C，A極板接地．求：
（1）平行板電容器的電容；
（2）平行板電容器兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度；
（3）將一個(gè)電荷量為q=8×10^-9C的正點(diǎn)電荷從B板移到A板電場(chǎng)力所做的功．
（4）距B板2cm的C點(diǎn)處的電勢(shì)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電容器的定義式可求得電容；
（2）根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)差之間的關(guān)系可求得電場(chǎng)強(qiáng)度；
（3）根據(jù)W=Uq可求得電場(chǎng)力所做的功；
（4）根據(jù)電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系可求得AC間的電勢(shì)差，再由電勢(shì)和電勢(shì)差的關(guān)系可求得C點(diǎn)的電勢(shì)．

解答 解：（1）依電容定義有C=$\frac{Q}{U}$=$\frac{6×10-8}{60}$F=1×10^-9F．
（2）兩板之間為勻強(qiáng)電場(chǎng)E=$\frac{U}nt5xr3n$=$\frac{60}{3×10-2}$V/m=2×10³V/m　方向豎直向下．
（3）將正點(diǎn)荷從B板移到A板電場(chǎng)力做功為
W_BA=qU_BA=-qU_AB=-8×10^-9×60J=-4.8×10^-7J．
（4）C點(diǎn)距A板間距離為d_AC=d-d_BC=1 cm
A與C間電勢(shì)差U_AC=Ed_AC=2×10³×1×10^-2=20 V
又U_AC=φ_A-φ_C，φ_A=0可得
C點(diǎn)的電勢(shì)：
φ_C=-20V．
答：（1）平行板電容器的電容1×10^-9F；
（2）平行板電容器兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度2×10³V/m，方向豎直向下；
（3）將一個(gè)電荷量為q=8×10^-9C的正點(diǎn)電荷從B板移到A板電場(chǎng)力所做的功）-4.8×10^-7J．
（4）距B板2cm的C點(diǎn)處的電勢(shì)為-20V

點(diǎn)評(píng) 本題考查勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)、電勢(shì)差、電場(chǎng)強(qiáng)度以及電場(chǎng)力做功的計(jì)算問(wèn)題，在解題時(shí)一定要注意各物理量正負(fù)的意義，不能忽略其正負(fù)！