Question

13．如图所示，两块水平放置、相互平行的金属板M、N，相距d=20cm，M板带正电，N板带负电，（两板的电场可看成匀强电场），在两板之间有一质量m=1.0×10^-5kg、电荷量q=5×10^-8C（未知电性）的带电小球刚好沿直线OO′运动，求：
（1）判断带电微粒的电性；
（2）两板间的电场强度的大小；
（3）两板间的电压．

Answer 1

分析 （1）根据电场力的方向确定电性；
（2）根据共点力的平衡条件结合电场力的计算公式求解电场强度大小；
（3）根据电场强度与电势差的计算公式求解电压．

解答 解：（1）微粒受到重力和电场力作用而做匀速直线运动，由此可知电场力方向向上，而上极板带正电，所以微粒带负电；
（2）根据电场力和重力平衡可得：qE=mg，
解得：$E=\frac{mg}{q}=\frac{1.0×1{0}^{-4}}{5×1{0}^{-8}}V/m=5×1{0}^{4}V/m$；
（3）根据电场强度和电势差的关系可得：${U}_{MN}=Ed=5×1{0}^{4}×0.2V=1×1{0}^{4}V$．
答：（1）带电微粒带负电；
（2）两板间的电场强度的大小为5×10⁴V/m；
（3）两板间的电压1.0×10⁴V．

点评 本题主要考查电场力作用下物体的平衡问题，解答本题的关键是知道粒子的受力情况，能够根据电场力的计算公式、电场强度与电势差的关系进行解答即可．