Question

13．如圖所示，兩塊水平放置、相互平行的金屬板M、N，相距d=20cm，M板帶正電，N板帶負電，（兩板的電場可看成勻強電場），在兩板之間有一質量m=1.0×10^-5kg、電荷量q=5×10^-8C（未知電性）的帶電小球剛好沿直線OO′運動，求：
（1）判斷帶電微粒的電性；
（2）兩板間的電場強度的大小；
（3）兩板間的電壓．

Answer 1

分析 （1）根據電場力的方向確定電性；
（2）根據共點力的平衡條件結合電場力的計算公式求解電場強度大小；
（3）根據電場強度與電勢差的計算公式求解電壓．

解答 解：（1）微粒受到重力和電場力作用而做勻速直線運動，由此可知電場力方向向上，而上極板帶正電，所以微粒帶負電；
（2）根據電場力和重力平衡可得：qE=mg，
解得：$E=\frac{mg}{q}=\frac{1.0×1{0}^{-4}}{5×1{0}^{-8}}V/m=5×1{0}^{4}V/m$；
（3）根據電場強度和電勢差的關系可得：${U}_{MN}=Ed=5×1{0}^{4}×0.2V=1×1{0}^{4}V$．
答：（1）帶電微粒帶負電；
（2）兩板間的電場強度的大小為5×10⁴V/m；
（3）兩板間的電壓1.0×10⁴V．

點評 本題主要考查電場力作用下物體的平衡問題，解答本題的關鍵是知道粒子的受力情況，能夠根據電場力的計算公式、電場強度與電勢差的關系進行解答即可．