Question

水平放置的平行板电容器，两极板相距5mm，电容为2μF，当将其充电到两板电势差为100V时，一个质量为1.0×10^-11g的带负电尘埃正好在板间静止，求：
（1）这时电容器的带电量为多少库仑？
（2）电容器上极板带何种电荷？
（3）该尘埃带电量为多少？

Answer

（1）根据电容的定义式求解电容器的带电量．
（2）带负电尘埃正好在板间静止，受力平衡，由平衡条件分析尘埃所受电场力方向，再确定电容器上极板带何种电荷．
（3）板间场强为E=，带负电尘埃所受电场力为F=qE，由平衡条件求出该尘埃带电量．
【解析】
（1）由C=得，Q=CU=2×10-6×100C=2×10-4C
（2）带负电尘埃正好在板间静止，受到重力与电场力平衡，则电场力方向竖直向上，电容器上极板带正种电荷．
（3）由平衡条件得
    qE=mg，又E=，得到q=mg
代入解得，q=5×10-18C
答：
（1）电容器的带电量为2×10-4C．
（2）电容器上极板带正种电荷．
（3）该尘埃带电量为5×10-18C．