Question

水平放置的平行板电容器，两极板相距5mm，电容为2μF，当将其充电到两板电势差为100V时，一个质量为1.0×10^-11g的带负电尘埃正好在板间静止，求：
（1）这时电容器的带电量为多少库仑？
（2）电容器上极板带何种电荷？
（3）该尘埃带电量为多少？

Answer 1

分析：（1）根据电容的定义式求解电容器的带电量．
（2）带负电尘埃正好在板间静止，受力平衡，由平衡条件分析尘埃所受电场力方向，再确定电容器上极板带何种电荷．
（3）板间场强为E=

U

d

，带负电尘埃所受电场力为F=qE，由平衡条件求出该尘埃带电量．

解答：解：（1）由C=

Q

U

得，Q=CU=2×10^-6×100C=2×10^-4C
（2）带负电尘埃正好在板间静止，受到重力与电场力平衡，则电场力方向竖直向上，电容器上极板带正种电荷．
（3）由平衡条件得
    qE=mg，又E=

U

d

，得到q

U

d

=mg
代入解得，q=5×10^-18C
答：
（1）电容器的带电量为2×10^-4C．
（2）电容器上极板带正种电荷．
（3）该尘埃带电量为5×10^-18C．

点评：此题是电容的定义式C=

Q

U

，板间场强公式E=

U

d

及平衡条件的综合应用，基础题．