Question

7．如圖所示，已知平行板電容器兩極板間距離d=4mm，充電后兩極板電勢差為120V．A板帶正電，若它的電容為3 μF，且P到A板距離為1mm．求：
（1）每一板的帶電荷量；
（2）一個電子在P點具有的電勢能；
（3）一個電子從B板出發(fā)到A板獲得的動能．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電容的定義式C=$\frac{Q}{U}$求電荷量；
（2）兩板間存在勻強(qiáng)電場，由E=$\frac{U}dwu6boi$求出電場強(qiáng)度；根據(jù)公式U=Ed求出P與下板間的電勢差，得到P點的電勢φ，由E_p=qφ求出電勢能；
（3）一個電子從B板出發(fā)到A板，根據(jù)動能定理列式求解獲得的動能．

解答 解：（1）由C=$\frac{Q}{U}$得，Q=CU=3×10^-6×120C=3.6×10^-4C；
（2）兩板間的電場強(qiáng)度E=$\frac{U}cunvfh2=\frac{120}{{4×1{0^{-3}}}}$=3×10⁴N/C；
P與下板間的電勢差為U_PB=Ed_PB=3×10⁴N/C×3×10^-3V=90V，
下板的電勢差，電場線向下，P點的電勢高于零，所以P點的電勢φ=U_PB=90V，
則電子在P點具有的電勢能為E_p=-eφ=-90eV；
（3）一個電子從B板出發(fā)到A板，根據(jù)動能定理，獲得的動能：△E_k=eEd=eU=e×120V=120eV；
答：（1）每一板的帶電荷量為3.6×10^-4C；
（2）一個電子在P點具有的電勢能為-90eV；
（3）一個電子從B板出發(fā)到A板獲得的動能為120eV．

點評 本題綜合考查電容、電勢、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系，關(guān)鍵是記住幾個基本公式：C=$\frac{Q}{U}$、E=$\frac{U}7pyxqrz$、E_p=qφ，還要結(jié)合動能定理列式求解，不難．