Question

2．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60V的恒定电源上，两板间距为3cm，电容器带电荷量为6×10^-8C，A极板接地．求：
（1）平行板电容器的电容；
（2）平行板两板间的电场强度；
（3）距B板2cm的C点的电势．

Answer 1

分析 电容定义式C=$\frac{Q}{U}$，两板之间为匀强电场E=$\frac{U}{d}$，A与C间电势差U_AC=Ed_AC=20 V，又U_AC=φ_A-φ_C，W_BA=qU_BA=-qU_AB．

解答 解：（1）依电容定义有：C=$\frac{Q}{U}$=$\frac{6×1{0}^{-8}}{60}$ F=1×10^-9 F．
（2）两板之间为匀强电场的电场强度为：E=$\frac{U}{d}$=$\frac{60}{3×1{0}^{-2}}$=2×10³ V/m　方向竖直向下．
（3）C点距A板间距离为：d_AC=d-d_BC=1 cm=0.01m
A与C间电势差为：U_AC=Ed_AC=20 V
又U_AC=φ_A-φ_C，φ_A=0可得φ_C=-20 V．
答：（1）平行板电容器的电容1×10^-9F；
（2）平行板电容器两板之间的电场强度2×10³ V/m　方向竖直向下；
（3）距B板为2cm的C点处的电势-20 V．

点评 本题考查了电容的定义式匀强电场中场强与电势差的关系和电场力移动电荷做功．