Question

18．有一平行板電容器，電容為2.0×10^-12F，A、B兩極板間的距離為d=10cm，豎直放置，在電容器中用絕緣細(xì)線懸吊一質(zhì)量為5g，帶電量為$\sqrt{3}×{10^{-7}}$C的帶正電小球，小球處于平衡狀態(tài)時，細(xì)線與豎直方向的夾角為60°，（取g=10m/s²）求：
（1）A板帶何種性質(zhì)的電？
（2）電容器所帶電量Q．

Answer 1

分析 （1）懸線向左偏轉(zhuǎn)，說明小球所受的電場力向左，由此分析A板的電性．
（2）小球受重力，電場力及細(xì)線拉力三個作用平衡．由力的平衡和場強(qiáng)與電壓、電容的關(guān)系求解Q．

解答 解：（1）小球受向左的電場力，故電場強(qiáng)度方向向左，B板電勢高于A板電勢．故A板帶負(fù)電．
（2）設(shè)電容器兩板間電壓為U，帶電量為Q，則：Q=CU…①
小球受重力，電場力及細(xì)線拉力三個作用平衡．由力的平衡有：F=mgtanθ…②
其中：$F=Eq=\frac{U}rho83ddq$…③
聯(lián)立解得：$Q=\frac{Cdmgtanθ}{q}=1.0×{10^{-7}}C$
答：（1）A板帶負(fù)電．
（2）電容器所帶電量Q為1.0×10^-7C．

點(diǎn)評 本題是帶電體在電場中平衡問題，關(guān)鍵要理清各個量之間的關(guān)系，如電場力場強(qiáng)的關(guān)系、場強(qiáng)與電壓的關(guān)系、電壓與電容的關(guān)系．