Question

水平放置的平行板電容器，兩極板相距5mm，電容為2μF，當將其充電到兩板電勢差為100V時，一個質量為1.0×10^-11g的帶負電塵埃正好在板間靜止，求：
（1）這時電容器的帶電量為多少庫侖？
（2）電容器上極板帶何種電荷？
（3）該塵埃帶電量為多少？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電容的定義式求解電容器的帶電量．
（2）帶負電塵埃正好在板間靜止，受力平衡，由平衡條件分析塵埃所受電場力方向，再確定電容器上極板帶何種電荷．
（3）板間場強為E=

U

d

，帶負電塵埃所受電場力為F=qE，由平衡條件求出該塵埃帶電量．

解答：解：（1）由C=

Q

U

得，Q=CU=2×10^-6×100C=2×10^-4C
（2）帶負電塵埃正好在板間靜止，受到重力與電場力平衡，則電場力方向豎直向上，電容器上極板帶正種電荷．
（3）由平衡條件得
    qE=mg，又E=

U

d

，得到q

U

d

=mg
代入解得，q=5×10^-18C
答：
（1）電容器的帶電量為2×10^-4C．
（2）電容器上極板帶正種電荷．
（3）該塵埃帶電量為5×10^-18C．

點評：此題是電容的定義式C=

Q

U

，板間場強公式E=

U

d

及平衡條件的綜合應用，基礎題．