Question

4．如图所示，平行板电容器板间距离d=10cm，与一个直流电源相连，电源电压为10V，N板接地，取大地电势为零，两板间有一点P，P点距M板5cm，把k闭合给电容器充电，然后再断开，P点场强大小为100 V/m，电势为-5V，若把N板向下移动10cm，则P点场强大小为100 V/m，电势为-15V．

Answer 1

分析 根据公式E=$\frac{U}{d}$，可求得P点的电场强度，再根据电势差与电势关系，从而求解其电势的大小，当电容器断开后，依据E=$\frac{U}{d}$=$\frac{Q}{Cd}$=$\frac{4πkQ}{?s}$公式，可知，电场强度不变，从而求解电势．

解答 解：根据公式E=$\frac{U}{d}$，结合U=10V，d=10cm，求得，平行金属板间的电场强度大小E=$\frac{10}{0.1}$ V/m=100 V/m，
因P点距N板5cm，且N板电势为零，则φ_P=-U_PN=-Ed_PN=-100×0.05=-5V．
若把N板向下移动10cm，因电容器断开，
根据公式E=$\frac{U}{d}$=$\frac{Q}{Cd}$=$\frac{4πkQ}{?s}$，可知，电场强度与间距无关；
则P点场强大小为E′=$\frac{10}{0.1}$ V/m=100 V/m；
因P点距N板15cm，且N板电势为零，则φ_P=-U_PN=-Ed_PN=-100×0.15=-15V．
故答案为：100 V/m，-5V，100 V/m，-15V．

点评 考查匀强电场强度与电势差的关系，掌握求解电势的方法，注意电势与零电势选取有关，而电势差与零电势无关，同时掌握平衡条件的运用，注意电容器断开后，电容器的电量不变，没有断开前，电容器极板电压不变．