Question

5．如图所示，已知平行板电容器两极板间距离d=4mm，A板带正电，两极板间的电势差为120V，若它的电容为3μF，且P到A板距离为1mm．求：
（1）电容器的带电量；
（2）一个电子在P点具有的电势能；（e=1.6×10^-19C）
（3）一个电子从P点由静止出发到A板获得的动能．（e=1.6×10^-19C）

Answer 1

分析 （1）根据电容的定义式C=$\frac{Q}{U}$求电荷量；
（2）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；
（3）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．

解答 解：（1）根据电容的定义式C=$\frac{Q}{U}$，得：Q=CU
代入数据得：Q=3.6×10^-4C．
（2）由电势能的表达式：E_P=ϕ_Pq=U_PBq，而${U_{PB}}=\frac{{U{d_{PB}}}}{d}$，
代入数据得：${E_P}=-1.44×{10^{-17}}J$
（3）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_kA=eU_AP=4.8×10^-18J
答：（1）电容器的带电量是3.6×10^-4C；
（2）一个电子在P点具有的电势能是1.44×10^-17J；
（3）一个电子从P点由静止出发到A板获得的动能是4.8×10^-18J

点评 本题考查电场的基本知识：C=$\frac{Q}{U}$、E=$\frac{U}{d}$、E_p=qφ和动能定理的应用，比较简单．