Question

如图所示，平行板电容器两板间距离d=20cm，电容C=100PF，带电量Q=3.0×10^-8C，极板上端带正电．现有一电量q=4.0×10^-10C的带正电的小球在外力的作用下，从两极板间的A点移动到B点，AB间的距离s=16cm，AB与极板间的夹角θ=30°．求：
（1）两极板间电场强度的大小；
（2）电场力对带电小球做的功．

Answer 1

【答案】分析：带正电荷的小球在外力作用下，在匀强电场中从A点移动到B点，由于平行板间存在匀强电场，则电场强度由两板电压与其间距比值来求．而电场力做功则由两点电势差与沿着电场线方向的距离乘积而得．
解答：解：（1）设两极板间电场强度为E
由平行板间电容公式得：=  
   所以  U=300V 
又因为E=    
解之得：E=1500V/m．        
（2）设电场力对带电小球做功为W
 则有：W=qEs?sin30°
解之得：W=4.8×10^-8  J           
答：（1）两极板间电场强度的大小1500V/m；
（2）电场力对带电小球做的功4.8×10^-8  J．
点评：平行板之间存在电场强度大小相等，方向相同的电场，称之为匀强电场．而E= 只适用于匀强电场．电场力做功中的位移是沿着电场线方向的距离，而不是两点的实际距离．