Question

20．如图所示，已知平行板电容器两极板间距离d=4mm，充电后两极板电势差为120V．A板带正电，若它的电容为3 μF，且P到A板距离为1mm．求：
（1）每一板的带电荷量；
（2）一个电子从B板出发到A板获得的动能；
（3）两板间的电场强度．
（4）有一带电量为q=1×10^-3C的小球可匀速通过板间，请判断小球所带电性和小球质量．（g取10m/s²）

Answer 1

分析 （1）根据电容的定义式C=$\frac{Q}{U}$求电荷量；
（2）电子从B板出发到A板，电场力对电子做正功eU，根据动能定理求解动能；
（3）两板间存在匀强电场，由E=$\frac{U}{d}$求出电场强度；
（4）根据受力平衡即可判断电性及质量

解答 解　（1）由Q=UC得：Q=120×3×10^-6C=3.6×10^-4C．
（2）因为电子从B板出发到A板的过程中电场力做正功，电势能减小，动能增加，所以E_k-0=qU_AB，E_k=120 eV．
（3）E=$\frac{U}{d}$=3×10⁴ N/C．
（4）小球运动通过，根据受力分析可知mg=qE，可以得到m=$\frac{qE}{g}=\frac{1×1{0}^{-3}×3×1{0}^{4}}{10}kg=3kg$，受到的电场力向上，故带负电．
答：（1）每一板的带电荷量3.6×10^-4C；
（2）一个电子从B板出发到A板获得的动能120 eV；
（3）两板间的电场强度3×10⁴ N/C．
（4）小球所带负电和小球质量位3kg

点评 本题考查电场的基本知识：C=$\frac{Q}{U}$、E=$\frac{U}{d}$、和动能定理的应用，比较简单．