Question

如圖所示，一平行板電容器接在U=12V的直流電源上，電容C=3.0×10^-10 F，兩極板間距離d=1.20×10^-3m，取g=10m/s²，求：
（1）該電容器所帶電量．
（2）若板間有一帶電微粒，其質量為m=2.0×10^-3 kg，恰在板間處于靜止狀態，則該微粒帶電量為多少？帶何種電荷？

Answer 1

分析：（1）平行板電容器接在U=12V的直流電源上，板間電壓U等于電源的電壓．由電容的定義式C=

Q

U

求解電容器所帶電量．
（2）平行板電容器建立勻強電場，由E=

U

d

求出板間電場強度E．帶電微粒在板間處于靜止狀態時，重力與電場力平衡，由平衡條件求出微粒的帶電量．判斷出電性．

解答：解：
（1）由電容的定義式C=

Q

U

得，電容器所帶電量Q=CU=3.0×10^-10×12C=3.6×10^-9C．
（2）由E=

U

d

得，板間電場強度E=

12

1.2×10-3

V/m=104V/m
對于帶電微粒，由平衡條件得，qE=mg
則q=

mg

E

=

2×10-3×10

104

C=2×10^-6C
由于電容器上板帶正電，場強方向向下，微粒所受電場力方向豎直向上，則該電荷帶負電．
答：（1）該電容器所帶電量3.6×10^-9C．
    （2）該微粒帶電量為2×10^-6C，帶負電荷．

點評：本題要區分清楚電容器的電荷量與微粒的電荷量不同．對于平衡問題，分析受力是基礎．基礎題，比較容易．