Question

7．如圖所示，已知平行板電容器兩極板間距離d=6mm，充電后兩極板間電勢(shì)差為120V，A板帶正電．若它的電容為3μF，且P到A板距離為1mm．求：
（1）每一極板上的帶電荷量； 
（2）一個(gè)電子在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能；
（3）一個(gè)電子從B板出發(fā)到A板獲得的動(dòng)能．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電容的定義式C=$\frac{Q}{U}$求電荷量；
（2）根據(jù)公式U=Ed求出P與下板間的電勢(shì)差，得到P點(diǎn)的電勢(shì)φ，由E_p=qφ求出電勢(shì)能；
（3）電子從B板出發(fā)到A板，電場(chǎng)力對(duì)電子做正功eU，根據(jù)動(dòng)能定理求解動(dòng)能；

解答 解：（1）由C=$\frac{Q}{U}$得，Q=CU=3×10^-6×120C=3.6×10^-4C；
（2）兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度：E=$\frac{U}xl3dfn9$=$\frac{120}{6×1{0}^{-3}}$=2×10⁴N/C，
P與下板間的電勢(shì)差為：U_PB=Ed_PB=2×10⁴N/C×5×10^-3V=100V，
下板的電勢(shì)差，電場(chǎng)線向下，P點(diǎn)的電勢(shì)高于零，所以P點(diǎn)的電勢(shì)φ=U_PB=100V
則電子在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能為E_p=-eφ=-100eV；
（3）電子從B板出發(fā)到A板，電場(chǎng)力對(duì)電子做正功eU，根據(jù)動(dòng)能定理得 E_k-0=eU，解得，E_k=120eV．
答：（1）每一極板上的帶電荷量為3.6×10^-4C； 
（2）一個(gè)電子在P點(diǎn)具有的電勢(shì)能為-100eV；
（3）一個(gè)電子從B板出發(fā)到A板獲得的動(dòng)能為120eV．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電場(chǎng)的基本知識(shí)：C=$\frac{Q}{U}$、E=$\frac{U}nfr8z3b$和動(dòng)能定理W_BA=qU_BA=$\frac{1}{2}$mV²、電勢(shì)能E_p=qφ的應(yīng)用，找準(zhǔn)各個(gè)物理量的數(shù)值．