Question

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）一个电子在P点具有的电势能．

Answer 1

分析：（1）根据电容的定义式C=

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=

U

d

求出电场强度；
（4）根据公式U=Ed求出P与下板间的电势差，得到P点的电势φ，由E_p=qφ求出电势能．

解答：解：
（1）由C=

Q

U

得，Q=CU=3×10^-6×120C=3.6×10^-4C
（2）电子从B板出发到A板，电场力对电子做正功eU，根据动能定理得
   E_k-0=eU
解得，E_k=120eV
（3）两板间的电场强度E=

U

d

=

120

4×10-3

=3×10⁴N/C
（4）P与下板间的电势差为U_PB=Ed_PB=3×10⁴N/C×3×10^-3V=90V
下板的电势差，电场线向下，P点的电势高于零，所以P点的电势φ=U_PB=90V
则电子在P点具有的电势能为E_p=-eφ=-90eV
答：
（1）每一板的带电荷量为3.6×10^-4C；
（2）一个电子从B板出发到A板获得的动能是120eV；
（3）两板间的电场强度是3×10⁴N/C；
（4）一个电子在P点具有的电势能是-90eV．

点评：本题考查电场的基本知识：C=

Q

U

、E=

U

d

、E_p=qφ和动能定理的应用，比较简单．