Question

11．用绝缘轻质丝线将一质量为m、电荷量为q的带正电小球A，悬挂在平行板电容器内部，两平行板间的距离为d，并与直流电源连接．闭合开关，待小球稳定后，丝线与竖直面夹角为θ，如图所示．整个过程小球始终未与极板接触．求：
（1）平行板电容器所形成电场的场强大小；
（2）平行板电容器两极板间的电势差大小．

Answer 1

分析 （1）对小球进行受力分析，应用平衡条件求出电场强度大小．
（2）根据场强与电势差的关系求出两极板间的电势差．

解答 解：（1）小球受力如图所示：

由平衡条件得：qE=mgtanθ，解得：E=$\frac{mgtanθ}{q}$；
（2）两极板间是匀强电场，两极板间的电势差：U=Ed=$\frac{mgdtanθ}{q}$；
答：（1）平行板电容器所形成电场的场强大小为$\frac{mgtanθ}{q}$；
（2）平行板电容器两极板间的电势差大小为$\frac{mgdtanθ}{q}$．

点评 本题考查了求电场强度与电势差问题，对小球受力分析、应用平衡条件即可解题，平时要注意基础知识的学习与应用．