Question

17．如图所示，已知平行板电容器两极板间距离d=4毫米，充电后两极电势差为U_AB=120伏（上板带正电荷）．若它的电容为3微法，且P到A板距离为1毫米．（取地面为零势面）求：
（1）每一板带电量；
（2）两板间的电场强度．
（3）一个电子从B板出发到A板获得的动能；
（4）一个电子在P点具有的电势能．

Answer 1

分析 （1）平行板电容器的带电量等于某个极板的带电量，根据电容的定义式求解电量即可；
（2）根据电压与场强的关系式U=Ed求出场强即可
（3）先根据电压与场强的关系式U=Ed求出场强，再根据电势能的定义式求解；
（4）根据动能定理直接列式求解即可

解答 解：（1）由$C=\frac{Q}{U}$，
得：Q=C•U=3×10^-6×120=4.8×10^-4C
（2）由匀强电场场强公式$E=\frac{U}{d}=\frac{120}{{4×{{10}^{-4}}}}=3×{10^5}N/C$
方向由A指向B
（3）由动能定理：$eU=\frac{1}{2}m{υ^2}={E_K}$
一个电子从B板出发到A板获得的动能E_K=eU=120eV
（4）由B板带负电荷，P点的电势为$φ=\frac{3}{4}×120=90V$
此时电子在改点的电势能E_P=-eφ=-90eV
答：（1）每一板带电量为4.8×10^-4C
（2）两板间的电场强度为3×10⁵N/C．
（3）一个电子从B板出发到A板获得的动能为120eV
（4）一个电子在P点具有的电势能为-90eV

点评 本题关键是根据电压与场强关系公式U=Ed、电容的定义式和动能定理联立列式求解