Question

18．有一平行板電容器，電容為2.0×10^-12F，A、B兩極板間的距離為d=10cm，豎直放置，在電容器中用絕緣細線懸吊一質量為5g，帶電量為$\sqrt{3}×{10^{-7}}$C的帶正電小球，小球處于平衡狀態(tài)時，細線與豎直方向的夾角為60°，（取g=10m/s²）求：
（1）A板帶何種性質的電？
（2）電容器所帶電量Q．

Answer 1

分析 （1）懸線向左偏轉，說明小球所受的電場力向左，由此分析A板的電性．
（2）小球受重力，電場力及細線拉力三個作用平衡．由力的平衡和場強與電壓、電容的關系求解Q．

解答 解：（1）小球受向左的電場力，故電場強度方向向左，B板電勢高于A板電勢．故A板帶負電．
（2）設電容器兩板間電壓為U，帶電量為Q，則：Q=CU…①
小球受重力，電場力及細線拉力三個作用平衡．由力的平衡有：F=mgtanθ…②
其中：$F=Eq=\frac{U}lqxeot9q$…③
聯(lián)立解得：$Q=\frac{Cdmgtanθ}{q}=1.0×{10^{-7}}C$
答：（1）A板帶負電．
（2）電容器所帶電量Q為1.0×10^-7C．

點評 本題是帶電體在電場中平衡問題，關鍵要理清各個量之間的關系，如電場力場強的關系、場強與電壓的關系、電壓與電容的關系．