Question

8．如图所示，平行板电容器与电源相连，两极板竖直放置，相距为d．在两极板的中央位置，用绝缘细线悬挂一个质量为m，电荷为q的小球．小球静止在A点，此时细线与竖直方向成θ角．已知电容器的电容为C，重力加速度大小为g．求：
（1）平行板电容器两极板间的电场强度大小；
（2）电容器极板上所带电荷量Q．

Answer 1

分析 （1）对小球受力分析，根据平衡条件可求得电场强度的大小；
（2）根据U=Ed可求得电势差，再根据电容器的定义式可求得电量大小．

解答 解：（1）带电小球静止在A点的受力如图：
可得：Eq=mgtanθ；
解得：E=$\frac{mgtanθ}{q}$
（2）设两板间电压为U，则U=Ed   由C=$\frac{Q}{U}$
可得Q=UC
解得Q=CEd=$\frac{Cmgdtanθ}{q}$
答：（1）平行板电容器两极板间的电场强度大小为$\frac{mgtanθ}{q}$
（2）电容器极板上所带电荷量Q为$\frac{Cmgdtanθ}{q}$

点评 本题考查电容器以及电势差和电场强度之间的关系，要注意明确小球的受力分析规律，明确电场强度和电势差之间的关系，注意将电场力作为一种力进行分析求解即可．