2017秋高中物理 第一章 靜電場 6 電容器和電容 7 靜電的應(yīng)用及危害導(dǎo)學(xué)案 教科版選修3-1

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1、6　電容器和電容　7　靜電的應(yīng)用及危害 [學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.知道電容器的概念和平行板電容器的主要構(gòu)造.2.理解電容的概念及其定義式.3.掌握平行板電容器電容的決定式，并能用其討論有關(guān)問題.4.了解靜電的應(yīng)用以及防止靜電危害的辦法. 一、電容器及電容 [導(dǎo)學(xué)探究]　(1)把電容器的兩個極板分別與電源兩極相連，對電容器進(jìn)行充電，該過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？當(dāng)把電容器兩極相接，對電容器進(jìn)行放電，該過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？ (2)當(dāng)電容器的帶電荷量增加時，電容器兩極板間的電勢差如何變化？帶電荷量Q和板間電勢差U的比值是否發(fā)生變化？ 答案　(1)充電過程中電源內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電容器內(nèi)的電場能；

2、放電過程中電容器的電場能轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能. (2)增大　不變 [知識梳理] 1.電容器：儲存電荷和電能的元件.任何兩個彼此絕緣又互相靠近的導(dǎo)體都可以看成一個電容器. 2.電容器的充放電 (1)充電：把電容器的兩極板分別與電池組的兩極相連，兩個極板分別帶上等量的異號電荷的過程，充電過程中，由電源獲得的電能儲存在電容器中. (2)放電：用導(dǎo)線把充電后的電容器的兩極板接通，兩極板上的電荷中和的過程，放電過程中，電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量. 3.電容 (1)定義：描述電容器儲存電荷能力的物理量. (2)公式C＝，其中Q指一個極板上帶電荷量的絕對值. (3)單位：法拉，符號是F,

3、1F＝1C/V,1F＝106μF＝1012pF. 4.說明 (1)電容是表示電容器儲存電荷特性的物理量，只決定于電容器本身，而與Q、U無關(guān)； (2)C＝是電容的定義式，對任何電容器都適用； (3)C＝＝，電容器的電容在數(shù)值上等于兩極板上每升高(或降低)單位電壓時增加(或減少)的電荷量. [即學(xué)即用]　判斷下列說法的正誤. (1)電容器充電電荷量越多，電容增加越大.(×) (2)電容器的電容跟它兩極板間所加電壓成反比.(×) (3)電容器的電容越大，所帶電荷量就越多.(×) (4)對于確定的電容器，它所充的電荷量跟它兩極板間所加電壓的比值保持不變.(√) 二、平行板電容器的電

4、容及常用電容器 [導(dǎo)學(xué)探究]　平行板電容器由兩塊平行放置的金屬板組成.利用平行板電容器進(jìn)行如下實驗： (1)如圖1所示，保持Q和d不變，增大(或減少)兩極板的正對面積S，觀察電勢差U(靜電計指針偏角)的變化，依據(jù)C＝，分析電容C的變化. 圖1 (2)如圖2所示，保持Q和S不變，增大(或減小)兩極板間的距離d，觀察電勢差U(靜電計指針偏角)的變化，依據(jù)C＝，分析電容C的變化. 圖2 (3)如圖3所示，保持Q、S、d不變，插入電介質(zhì)，觀察電勢差U(靜電計指針偏角)的變化，依據(jù)C＝，分析電容C的變化. 圖3 答案　(1)實驗結(jié)論：S增大，電勢差U減小，電容C增大. (2

5、)實驗結(jié)論：d增大，電勢差U增大，電容C減小. (3)實驗結(jié)論：插入電介質(zhì)，電勢差U減小，電容C增大. [知識梳理] 1.平行板電容器 (1)構(gòu)成：由兩個彼此絕緣又相互靠近的平行金屬板組成. (2)電容的決定因素 電容與兩板正對面積S成正比，與電介質(zhì)的相對介電常數(shù)εr成正比，與極板間距離d成反比. (3)表達(dá)式C＝，εr為相對介電常數(shù)，真空時εr＝1.其他電介質(zhì)時εr＞1. 提醒：C＝適用于所有電容器；C＝僅適用于平行板電容器. 2.常用電容器 (1)分類：從構(gòu)造上看，可以分為固定電容器和可變電容器兩類. (2)電容器的額定電壓和擊穿電壓： ①額定電壓：電容器能夠正常工

6、作時的電壓. ②擊穿電壓：電介質(zhì)被擊穿時在電容器兩極板上的極限電壓，若電壓超過這一限度，則電容器就會損壞. [即學(xué)即用]　判斷下列說法的正誤. (1)將平行板電容器兩極板的間距加大，電容將增大.(×) (2)將平行板電容器兩極板平行錯開，使正對面積減小，電容將減小.(√) (3)在平行板電容器極板間插入電介質(zhì)，電容將增大.(√) (4)電容器外殼上標(biāo)的是額定電壓.(√) 三、靜電的應(yīng)用及危害 [知識梳理] 1.靜電的應(yīng)用 (1)靜電噴涂的工作原理：設(shè)法使精細(xì)的油漆液滴飛離噴嘴時帶上同種電荷，彼此排斥，并在電場力的作用下飛向作為電極的工件. (2)激光打印機(jī)的工作原理：利用

7、正、負(fù)電荷互相吸引. 2.靜電的危害 (1)雷雨云的雷鳴閃電給人類造成巨大損失. (2)靜電火花點燃易燃物質(zhì)引起爆炸和火災(zāi). (3)靜電放電引起電子設(shè)備的故障，造成電磁干擾. (4)靜電放電擊穿集成電路和精密的電子元件，或促使元件老化，降低生產(chǎn)成品率. (5)靜電在工業(yè)中如電子工業(yè)、膠片和塑料工業(yè)、造紙印刷工業(yè)、紡織工業(yè)中都會產(chǎn)生危害. 3.靜電危害的防止 (1)盡快導(dǎo)走多余電荷，避免靜電積累. (2)調(diào)節(jié)空氣的濕度. (3)在易燃、易爆氣體和粉塵聚集的場所保持良好的通風(fēng). [即學(xué)即用]　判斷下列說法的正誤. (1)油罐車后有一條拖在地上的鐵鏈條，是利用了靜電.(×)

8、 (2)在印染廠中保持適當(dāng)?shù)臐穸?，是為了防止靜電的危害.(√) (3)在地毯上夾雜0.05～0.07mm的不銹鋼絲導(dǎo)電纖維，是為了防止靜電的危害.(√) 一、對電容器、電容的理解 1.C＝為比值定義法.C的大小與Q、U無關(guān)，只跟電容器本身有關(guān)，當(dāng)Q＝0時，U＝0，而C并不為零. 2.電容器的電容是由電容器的自身結(jié)構(gòu)決定的，計算電荷量變化時也可以根據(jù)C＝＝來計算. 例1　(多選)下列關(guān)于電容的說法正確的是(　　) A.電容是反映電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量 B.電容器A的電容比B的大，說明A的帶電荷量比B多 C.電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢差為1V時電容器需要帶的電荷量

9、 D.由公式C＝知，若電容器兩極間電壓為10V，極板帶電量為2×10－5C.則電容器電容大小為5×105F 答案　AC 解析　電容反映電容器容納電荷本領(lǐng)的大小，A對.電容器A的電容比B的大，只能說明電容器A容納電荷的本領(lǐng)比B強(qiáng)，與是否帶電無關(guān)，B錯；電壓為10V，電荷量為2×10－5C時，電容C＝＝2×10－6F，D錯. 例2　有一充電的電容器，兩板間的電壓為3V，所帶電荷量為4.5×10－4C，此電容器的電容是多少？將電容器的電壓降為2V，電容器的電容是多少？所帶電荷量是多少？ 答案　1.5×10－4F　1.5×10－4F　3×10－4C 解析　C＝＝F＝1.5×10－4F.

10、電容器電壓降為2V時，電容不變，仍為1.5×10－4F. 此時所帶電荷量為Q′＝CU′＝1.5×10－4×2C＝3×10－4C. 二、平行板電容器的電容及動態(tài)分析 1.平行板電容器動態(tài)問題的分析方法 抓住不變量，分析變化量，緊抓三個公式： C＝、E＝和C＝ 2.平行板電容器的兩類典型問題 (1)平行板電容器始終連接在電源兩端：電勢差U不變.由C＝∝可知C隨d、S、εr的變化而變化. 由Q＝UC＝U·，可知，當(dāng)U不變時，Q也隨d、S、εr的變化而變化. 由E＝∝可知，當(dāng)U不變時，E隨d的變化而變化. (2)平行板電容器充電后，切斷與電源的連接：電荷量Q保持不變.由C＝∝可知C

11、隨d、S、εr的變化而變化. 由U＝＝∝可知，當(dāng)Q不變時，U也隨d、S、εr的變化而變化. 由E＝＝＝∝可知，E隨S、εr的變化而變化，而與d無關(guān). 例3　(多選)如圖4所示，用靜電計可以測量已充電的平行板電容器兩極板間的電勢差U，現(xiàn)使B板帶正電，實驗中，電荷量不變，則下列判斷正確的是(　　) 圖4 A.增大兩極板之間的距離，靜電計指針張角變大 B.將A板稍微上移，靜電計指針張角將變大 C.若將玻璃板插入兩板之間，則靜電計指針張角變大 D.若將A板拿走，則靜電計指針張角變?yōu)榱? 答案　AB 解析　電容器上所帶電荷量一定，由公式C＝得，當(dāng)d變大時，C變小.再由C＝得U變大；

12、當(dāng)A板上移時，正對面積S變小，C變小，U變大；當(dāng)插入玻璃板時，C變大，U變小；當(dāng)將A板拿走時，相當(dāng)于使d變得更大，C更小，故U應(yīng)更大，故選A、B. 針對訓(xùn)練　如圖5所示是一個由電池、電阻R、開關(guān)S與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，開關(guān)S閉合.一帶電液滴懸浮在兩板間P點不動，下列說法正確的是(　　) 圖5 A.帶電液滴可能帶正電 B.增大兩極板間距離的過程中，電阻R中有從a到b的電流，電容器中負(fù)電荷從B運(yùn)動到A C.斷開S，減小兩極板正對面積的過程中，液滴將加速下降 D.斷開S，減小兩極板距離的過程中，液滴靜止不動 答案　D 解析　帶電液滴在重力和電場力作用下處于平衡狀態(tài)，電場力

13、方向向上，電場方向向下，故液滴帶負(fù)電，A選項錯誤.由C＝和Q＝CU可知，兩極板間距離增大的過程中，C變小，所以Q變小，因此電容器放電，放電電流的方向從a到b，負(fù)電荷由B板經(jīng)電源和電阻R流向A板，選項B錯誤.斷開S，由C＝、Q＝CU和U＝Ed知E＝，Q不變，S減小，所以E增大，電場力大于重力，液滴將加速上升，C選項錯誤.由E＝知，Q不變，d減小，E不變，液滴靜止不動，D選項正確. 三、靜電現(xiàn)象的應(yīng)用 1.應(yīng)用靜電現(xiàn)象的基本原理一般是讓帶電的物質(zhì)微粒在電場力作用下奔向并吸附到異性電極或帶電體上，理解這一原理是解決這類問題的關(guān)鍵. 2.強(qiáng)電場電離空氣后，電子在電場力作用下向高電勢運(yùn)動，從而

14、使微粒吸附電子而帶負(fù)電. 例4　(多選)如圖6為靜電除塵器除塵機(jī)理的示意圖.塵埃在電場中通過某種機(jī)制帶電，在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵的目的.下列表述正確的是(　　) 圖6 A.到達(dá)集塵極的塵埃帶正電荷 B.電場方向由集塵極指向放電極 C.帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同 D.同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大 答案　BD 解析　集塵極與電源的正極相連帶正電，放電極帶負(fù)電，塵埃在電場力作用下向集塵極遷移，說明塵埃帶負(fù)電荷，A項錯誤；電場方向由集塵極指向放電極，B項正確；帶電塵埃帶負(fù)電，因此所受電場力方向與電場方向相反，C項錯誤；同一位置電場強(qiáng)度

15、一定，由F＝qE可知，塵埃電荷量越多，所受電場力越大，D項正確. 1.(多選)下列關(guān)于電容器和電容的說法中，正確的是(　　) A.根據(jù)C＝可知，電容器的電容與其所帶電荷量成正比，跟兩板間的電壓成反比 B.對于確定的電容器，其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比 C.無論電容器的電壓如何變化(小于擊穿電壓且不為零)，它所帶的電荷量與電壓的比值都恒定不變 D.電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，其大小與加在兩板間的電壓無關(guān) 答案　BCD 解析　由于電容器的電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，是電容器的一種特性.一個電容器對應(yīng)唯一的電容值，不能說電容器的電容與其所帶電荷量成正

16、比，與兩極板間的電壓成反比，因此A錯誤，C、D正確.由于電容是定值，由Q＝CU知，其所帶電荷量與兩板間的電壓成正比，故B正確. 2.一個已充電的電容器，若使它的電量減少3×10－4C，則其電壓減少為原來的，則(　　) A.電容器原來的帶電量為9×10－4C B.電容器原來的帶電量為4.5×10－4C C.電容器原來的電壓為1V D.電容器的電容變?yōu)樵瓉淼? 答案　B 解析　由C＝得 ΔQ＝C(U－U)＝CU＝Q Q＝ΔQ＝4.5×10－4C，故B正確.因電容器的電容不知，所以無法得出電容器原來的電壓，C錯.電容是由電容器本身決定，跟電壓和電荷量的變化無關(guān)，所以電容器的電容不變，

17、D錯誤. 3.(多選)如圖7所示，電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板，C是一只靜電計，開關(guān)S合上后，靜電計指針張開一定角度，下述做法可使靜電計指針張角增大的是(　　) 圖7 A.使A、B兩板靠近一些 B.使A、B兩板正對面積減小一些 C.斷開S后，使A板向左平移一些 D.斷開S后，使A、B正對面積減小一些 答案　CD 解析　靜電計顯示的是A、B兩極板間的電壓，指針張角越大，表示兩板間的電壓越高.當(dāng)合上S后，A、B兩板與電源兩極相連，板間電壓等于電源電壓不變，靜電計指針張角不變；當(dāng)斷開S后，板間距離增大，正對面積減小，都將使A、B兩板間的電容變小，而電容器所帶的電荷量不變，由

18、C＝可知，板間電壓U增大，從而靜電計指針張角增大.所以本題的正確選項是C、D. 4.如圖8所示，平行板電容器帶有等量異種電荷，與靜電計相連，靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地，在兩極板間有一固定在P點的點電荷，以E表示兩板間的電場強(qiáng)度，Ep表示點電荷在P點的電勢能，θ表示靜電計指針的偏角.若保持下極板不動，將上極板向下移動一小段距離至圖中虛線位置，則(　　) 圖8 A.θ增大，E增大 B.θ增大，Ep不變 C.θ減小，Ep增大 D.θ減小，E不變 答案　D 解析　若保持下極板不動，將上極板向下移動一小段距離，根據(jù)C＝可知，C變大；根據(jù)Q＝CU可知，在Q一定的情況下，兩極板間的電

19、勢差減小，則靜電計指針偏角θ減?。桓鶕?jù)E＝，Q＝CU，C＝聯(lián)立可得E＝，可知E不變；P點離下極板的距離不變，E不變，則P點與下極板的電勢差不變，P點的電勢不變，故Ep不變；由以上分析可知，選項D正確. 一、選擇題(1～6題為單選題，7～10題為多選題) 1.下列關(guān)于電容器的敘述正確的是(　　) A.電容器是儲存電荷的容器，只有帶電的容器才能稱為電容器 B.兩個彼此絕緣而又相互靠近的導(dǎo)體，當(dāng)帶電時構(gòu)成電容器，不帶電時不是電容器 C.電容器所帶的電荷量是指每個極板所帶電荷量的代數(shù)和 D.電容器充電過程是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電容器的電能并儲存起來；電容器的放電過程，是將電容器儲存的電

20、能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 答案　D 解析　電容器既然是儲存電荷的容器，它里面有無電荷不影響其儲存電荷的能力，A、B錯誤；電容器所帶的電荷量指任一極板電荷量的絕對值，C錯誤；電容器的充、放電伴隨能量的轉(zhuǎn)化，D正確. 2.一個電容器帶電荷量為Q時，兩極板間電壓為U，若使其帶電荷量增加4.0×10－7C時，它兩極板間的電勢差增加20V，則它的電容為(　　) A.1.0×10－8F B.2.0×10－8F C.4.0×10－8F D.8.0×10－8F 答案　B 解析　C＝＝F＝2.0×10－8F.故選B. 3.如圖1所示，為某一電容器中所帶電荷量和兩端電壓之間的關(guān)系圖線，若將該電容器兩端

21、的電壓從40V降低到36V，對電容器來說正確的是(　　) 圖1 A.是充電過程 B.是放電過程 C.該電容器的電容為5×10－2F D.該電容器的電荷量變化量為0.2C 答案　B 解析　由Q＝CU知，U降低，Q減小，故為放電過程，A錯，B對； 由C＝＝F＝5×10－3F，可知C錯； ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4C＝0.02C，D錯. 4.如圖2所示，將平行板電容器接在電池組兩極間，兩板間的帶電塵埃恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).若將兩板緩慢地錯開一些，其他條件不變，則(　　) 圖2 A.電容器帶電荷量不變 B.電源中將有電流從正極流出 C.塵埃仍靜止 D.電流計中將有

22、電流，電流方向為b→a 答案　C 解析　電容器與電池組連接，其電壓不變，帶電塵埃靜止，靜電力與重力平衡，qE＝mg，兩極板錯開時電場強(qiáng)度不變，故C正確；因電容減小，由Q＝CU，知電荷量Q減小，電容器放電，電流方向為a→b，A、B、D錯誤. 5.圖3為一只“極距變化型電容式傳感器”的部分構(gòu)件示意圖.當(dāng)動極板和定極板之間的距離d變化時，電容C便發(fā)生變化，通過測量電容C的變化就可知道兩極板之間距離d的變化情況.在下列圖中能正確反映C與d之間變化規(guī)律的圖像是(　　) 圖3 答案　A 解析　由平行板電容器電容的決定式C＝可知，電容C與兩極板之間距離d成反比，在第一象限，反比例函數(shù)圖像

23、是雙曲線的一支，選項A正確. 6.在醫(yī)療手術(shù)中，為防止麻醉劑乙醚爆炸，地磚要用導(dǎo)電材料制成，醫(yī)生和護(hù)士要穿由導(dǎo)電材料制成的鞋子和外套，一切設(shè)備要良好接地，甚至病人身體也要良好接地，這樣做是為了(　　) A.除菌消毒 B.消除靜電 C.利用靜電 D.防止漏電 答案　B 7.靜電噴涂機(jī)原理如圖4所示.靜電噴涂機(jī)接高壓電源，工作時涂料微粒會向帶正電的被噴涂工件高速運(yùn)動，微粒最后被吸到工件表面.關(guān)于靜電噴涂機(jī)的涂料微粒，下列表述正確的是(　　) 圖4 A.微粒帶正電 B.微粒帶負(fù)電 C.微粒受電場力作用 D.微粒受重力作用 答案　BC 解析　靜電噴涂機(jī)接高壓電源的負(fù)極，所以

24、噴出的涂料微粒帶負(fù)電.故A錯誤，B正確；由于靜電感應(yīng)工件的表面將會帶上正電，對周圍的帶負(fù)電的涂粒微粒產(chǎn)生吸引力，帶負(fù)電的涂料微粒在庫侖力的作用下向工件運(yùn)動.故C正確，D錯誤. 8.如圖5所示，當(dāng)待測物體在左右方向發(fā)生位移時，電介質(zhì)隨之在電容器兩極板之間移動.如果測出了電容的變化，就能知道物體位移的變化.若電容器的電容變大，則物體的位移可能的變化是(　　) 圖5 A.加速向右移動 B.加速向左移動 C.減速向右移動 D.減速向左移動 答案　BD 解析　電介質(zhì)插入電容器板間的部分越多，相對介電常數(shù)εr越大，電容C越大，故只有電介質(zhì)板移動的方向會影響εr的大小，而與其做加速運(yùn)動還是減

25、速運(yùn)動無關(guān).由于相對介電常數(shù)εr發(fā)生變化而引起電容器的電容C的變化，根據(jù)C＝可知，當(dāng)電容C變大時，εr應(yīng)該增大，電介質(zhì)板應(yīng)向左移動，所以選項B、D正確. 9.如圖6所示，平行板電容器兩極板A、B與電池兩極相連，一帶正電小球懸掛在電容器內(nèi)部.閉合開關(guān)S，充電完畢后懸線偏離豎直方向夾角為θ，則(　　) 圖6 A.保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ增大 B.保持S閉合，將A板向B板靠近，則θ不變 C.斷開S，將A板向B板靠近，則θ增大 D.斷開S，將A板向B板靠近，則θ不變 答案　AD 解析　保持開關(guān)S閉合，電容器兩端間的電勢差不變，帶正電的A板向B板靠近，極板間距離減小，電場強(qiáng)

26、度E增大，小球所受的電場力變大，θ增大，故A正確，B錯誤；斷開開關(guān)S，電容器所帶的電荷量不變，C＝，E＝＝＝，知d變化，E不變，電場力不變，θ不變.故C錯誤，D正確. 10.如圖7所示，平行板電容器與直流電源連接，下極板接地，靜電計所帶電荷量很少，可被忽略.一帶負(fù)電的油滴被固定于電容器中的P點.現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向下移動一小段距離，則(　　) 圖7 A.平行板電容器的電容將變小 B.靜電計指針偏轉(zhuǎn)角變小 C.帶電油滴的電勢能將減少 D.若先將電容器的上極板與電源正極間的導(dǎo)線斷開，再將下極板向下移動一小段距離，則帶電油滴所受靜電力不變 答案　ACD 解析　將平行板電

27、容器的下極板豎直向下移動一小段距離，由C＝知，平行板電容器的電容將變小，選項A正確；P點的電勢φP隨d的增大而增大，帶電油滴的電勢能Ep＝－qφP將減少，選項C正確；靜電計兩端的電勢差恒定，指針偏轉(zhuǎn)角不變，選項B錯誤；若先將上極板與電源正極間的導(dǎo)線斷開，電荷量Q一定，兩極板間的電場強(qiáng)度E＝＝，與d無關(guān)，則帶電油滴所受靜電力不變，選項D正確. 二、非選擇題 11.如圖8所示，一平行板電容器接在U＝12V的直流電源上，電容C＝3.0×10－10F，兩極板間距離d＝1.20×10－3m，g取10m/s2，求： 圖8 (1)該電容器所帶電荷量. (2)若板間有一帶電微粒，其質(zhì)量m＝2.0

28、×10－3kg，恰在板間處于靜止?fàn)顟B(tài)，則該微粒帶電荷量為多少？帶何種電荷？ 答案　(1)3.6×10－9C (2)2.0×10－6C　負(fù)電荷 解析　(1)由公式C＝得 Q＝CU＝3.0×10－10×12C＝3.6×10－9C. (2)若帶電微粒恰在極板間靜止，則帶電微粒帶負(fù)電，并且有qE＝mg，而E＝，解得q＝＝C＝2.0×10－6C. 12.如圖9所示，平行板電容器的兩個極板A、B分別接在電壓為60V的恒壓電源上，兩極板間距為3cm，電容器帶電荷量為6×10－8C，A極板接地.求： 圖9 (1)平行板電容器的電容； (2)平行板電容器兩板之間的電場強(qiáng)度； (3)距B板

29、2cm的M點處的電勢. 答案　(1)1×10－9F (2)2×103V/m，方向豎直向下 (3)－20V 解析　(1)平行板電容器的電容C＝＝ F＝1×10－9 F (2)兩板之間為勻強(qiáng)電場，則E＝＝V/m＝2×103 V/m，方向豎直向下. (3)M點距A板間距離為dAM＝d－dBM＝1 cm A與M間電勢差UAM＝EdAM＝20 V 又UAM＝φA－φM，φA＝0 可得φM＝－20 V. 13.如圖10所示，充電后的平行板電容器水平放置，電容為C，極板間距離為d，上極板正中有一小孔.質(zhì)量為m，電荷量為＋q的小球從小孔正上方高h(yuǎn)處由靜止開始下落，穿過小孔到達(dá)下極板處速度恰

30、好為零(空氣阻力忽略不計，極板間電場可視為勻強(qiáng)電場，重力加速度為g).求： 圖10 (1)小球到達(dá)小孔處的速度； (2)極板間電場強(qiáng)度大小和電容器所帶電荷量； (3)小球從開始下落到運(yùn)動到下極板處所用的時間. 答案　(1) (2)　 (3) 解析　(1)小球從開始下落到上極板間做自由落體運(yùn)動，由v2＝2gh，得v＝. (2)在極板間帶電小球受重力和電場力作用，由牛頓第二定律得：mg－qE＝ma 由運(yùn)動學(xué)公式知：0－v2＝2ad 整理得電場強(qiáng)度E＝ 由U＝Ed，Q＝CU， 得電容器所帶電荷量Q＝. (3)由h＝gt12，0＝v＋at2，t＝t1＋t2 整理得t＝.