Question

11．用絕緣輕質絲線將一質量為m、電荷量為q的帶正電小球A，懸掛在平行板電容器內部，兩平行板間的距離為d，并與直流電源連接．閉合開關，待小球穩定后，絲線與豎直面夾角為θ，如圖所示．整個過程小球始終未與極板接觸．求：
（1）平行板電容器所形成電場的場強大小；
（2）平行板電容器兩極板間的電勢差大小．

Answer 1

分析 （1）對小球進行受力分析，應用平衡條件求出電場強度大小．
（2）根據場強與電勢差的關系求出兩極板間的電勢差．

解答 解：（1）小球受力如圖所示：

由平衡條件得：qE=mgtanθ，解得：E=$\frac{mgtanθ}{q}$；
（2）兩極板間是勻強電場，兩極板間的電勢差：U=Ed=$\frac{mgdtanθ}{q}$；
答：（1）平行板電容器所形成電場的場強大小為$\frac{mgtanθ}{q}$；
（2）平行板電容器兩極板間的電勢差大小為$\frac{mgdtanθ}{q}$．

點評 本題考查了求電場強度與電勢差問題，對小球受力分析、應用平衡條件即可解題，平時要注意基礎知識的學習與應用．