Question

如图所示，平行板电容器两板间距离d=20cm，电容C=100PF，带电量Q=3.0×10-8C，极板上端带正电．现有一电

如图所示，平行板电容器两板间距离d=20cm，电容C=100PF，带电量Q=3.0×10-8C，极板上端带正电．现有一电量q=4.0×10-10C的带正电的小球在外力的作用下，从两极板间的A点移动到B点，AB间的距离s=16cm，AB与极板间的夹角θ=30°．求：（1）两极板间电场强度的大小；（2）电场力对带电小球做的功；（3）带电小球电势能的变化．

Answer 1

（1）设两极板间电场强度为E．
由电容的定义式 C=

Q

U

，
得板间电压为  U=

Q

C

=

3×10?8

10?10

V=300V，
所以板间的电场强度大小为 E=

U

d

=

300

0.2

V/m=1500V/m；
（2）电场力对带电小球做功为
 W=qEs?sin30°=4.0×10^-10×1500×0.16×0.5=4.8×10^-8J；                               
（3）由上知，电场力对小球做正功4.8×10^-8J，由功能关系知，带电小球的电势能减少了△E=4.8×10^-8J．                   
答：
（1）两极板间电场强度的大小为1500V/m；
（2）电场力对带电小球做的功为4.8×10^-8J；
（3）带电小球电势能减少了4.8×10^-8J．