Question

如图所示，已知平行板电容器两级板间距离d=4毫米，充电后两级电势差为120伏．若它的电容为3微法，且P到A板距离为1毫米．求：
（1）每一板带电量：
（2）一个电子在P点具有的电势能；
（3）一个电子从B板出发到A板获得的动能；
（4）两板间的电场强度：

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）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；
（3）根据动能定理直接列式求解即可；
（4）根据电压与场强的关系式U=Ed求出场强即可．

解答：解：（1）根据电容的定义式，有
Q=CU=3×10^-6×120=3.6×10^-4C
即每一板带电量均为3.6×10^-4C．
（2）场强为：E=

U

d

=

120

0.004

=3×104V/m
故P点的电势能为：Ep=Wpo=qEdpo=-1e×3×104V/m×0.002m=-90eV=-1.44×10^-17J
即电子在P点的电势能为-90eV．
（3）对电子从P到A过程运用动能定理，得到
Ek=-eUBA=120eV=1.92×10-17J
即电子从B板出发到A板获得的动能为120eV．
（4）根据电压与场强的关系式U=Ed，有
E=

U

d

=

120

0.004

=3×104V/m
即两板间的电场强度为3×10⁴V/m．

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．