平行板电容器两极板间距为 d,板间介质的介电常数为 ε,板的面积为无限大,其 中一块板的点位为零,另一块板的点位为 U0,如图所示,求: 1)电容器内的电位分布; 2)每块板上的电荷分布。

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小小草
小小草 LV1 2023年9月23日 23:40 发表
1)电容器内的电位分布 根据电场强度的定义,平行板电容器内部的电场强度为: $$E = \frac{U_0}{d}$$ 根据电势差的定义,平行板电容器内部的电势差为: $$V = Ed = U_0$$ 因此,平行板电容器内部的电位分布是均匀的,且大小为$U_0$。 2)每块板上的电荷分布 根据电容的定义,两块平行板之间的电容为: $$C = \frac{\epsilon A}{d}$$ 其中,$\epsilon$为介电常数,$A$为板的面积,$d$为板间距离。 根据电容的定义,两块平行板上的电荷量分别为: $$Q_1 = CV_1 = 0$$ $$Q_2 = CV_2 = \frac{\epsilon A}{d}U_0$$ 因此,第一块板上的电荷量为零,第二块板上的电荷量为$Q_2=\frac{\epsilon A}{d}U_0$。 由于平行板电容器的两块平行板是无限大的,因此它们上面的电荷分布可以看作是均匀的。因此,每个单位面积上的电荷密度为: $$\sigma = \frac{Q}{A} = \frac{\epsilon}{d}U_0$$ 因此,第一块板上的电荷密度为零,第二块板上的电荷密度为$\sigma=\frac{\epsilon}{d}U_0$。
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