Question

如圖所示，平行板電容器的兩個極板A、B分別接在電壓為60V的恒壓源上，兩板間距為3cm，電容器帶電荷量為6×10^-8 C，A極板接地．求：
（1）平行板電容器的電容；
（2）平行板電容器兩板之間的電場強度；
（3）距B板為2cm的C點處的電勢；
（4）將一個電荷量為q=8×10^-9 C的正點電荷從B板移到A板電場力所做的功．

Answer 1

分析：電容定義式C=

Q

U

，兩板之間為勻強電場E=

U

d

，A與C間電勢差U_AC=Ed_AC=20 V，又U_AC=φ_A-φ_C，W_BA=qU_BA=-qU_AB．

解答：解：（1）依電容定義有C=

Q

U

=

6×10-8

60

 F=1×10^-9 F．
（2）兩板之間為勻強電場E=

U

d

=

60

3×10-2

=2×10³ V/m　方向豎直向下．
（3）C點距A板間距離為d_AC=d-d_BC=1 cm
A與C間電勢差U_AC=Ed_AC=20 V
又U_AC=φ_A-φ_C，φ_A=0可得φ_C=-20 V．
（4）將正點電荷從B板移到A板電場力做功為
W_BA=qU_BA=-qU_AB=-8×10^-9×60 J=-4.8×10^-7 J

點評：本題考查了電容的定義式勻強電場中場強與電勢差的關系和電場力移動電荷做功．