Question

10．如圖所示，平行板電容器的兩個極板A、B分別接在電壓為60V的恒定電源上，兩板間距為3cm，電容器帶電荷量為6×10^-8C，A極板接地．求：
（1）平行板電容器的電容；
（2）平行板電容器兩板間的電場強度；
（3）將一個電荷量為q=8×10^-9C的正點電荷從B板移到A板電場力所做的功．
（4）距B板2cm的C點處的電勢．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電容器的定義式可求得電容；
（2）根據(jù)勻強電場中場強和電勢差之間的關(guān)系可求得電場強度；
（3）根據(jù)W=Uq可求得電場力所做的功；
（4）根據(jù)電勢差與場強的關(guān)系可求得AC間的電勢差，再由電勢和電勢差的關(guān)系可求得C點的電勢．

解答 解：（1）依電容定義有C=$\frac{Q}{U}$=$\frac{6×10-8}{60}$F=1×10^-9F．
（2）兩板之間為勻強電場E=$\frac{U}zp9lj5f$=$\frac{60}{3×10-2}$V/m=2×10³V/m　方向豎直向下．
（3）將正點荷從B板移到A板電場力做功為
W_BA=qU_BA=-qU_AB=-8×10^-9×60J=-4.8×10^-7J．
（4）C點距A板間距離為d_AC=d-d_BC=1 cm
A與C間電勢差U_AC=Ed_AC=2×10³×1×10^-2=20 V
又U_AC=φ_A-φ_C，φ_A=0可得
C點的電勢：
φ_C=-20V．
答：（1）平行板電容器的電容1×10^-9F；
（2）平行板電容器兩板間的電場強度2×10³V/m，方向豎直向下；
（3）將一個電荷量為q=8×10^-9C的正點電荷從B板移到A板電場力所做的功）-4.8×10^-7J．
（4）距B板2cm的C點處的電勢為-20V

點評 本題考查勻強電場中電勢、電勢差、電場強度以及電場力做功的計算問題，在解題時一定要注意各物理量正負的意義，不能忽略其正負！