一个简单的大学物理题目
因为忽略了边缘效应,所以在板A和板B之间存在均匀的电场..
对于B不接地的情况,A两侧电荷密度为Q/(2S),A板中心电场强度为0。由于静电感应,板B内侧电荷密度为-Q/(2S),外侧电荷密度为Q/(2S),可由高斯定理求得。AB E1 = Q/(2εS),U1 = E1d = Qd/(2εS)之间的电场强度。因为E1与D无关,A板和B板外电场强度为E1,电场能量W与D无关,所以AB之间的力为0(移动AB板,电场能量不变,电场力不做功,所以两板之间的电场力既不吸引也不排斥,这个力只能为0)。
对于接地B的情况,由于静电感应,B板内侧电荷密度为-Q/S,外侧电荷密度为0;对于A板,内侧电荷密度为Q/S,外侧电荷密度为0,可以通过高斯定理得到。AB之间的电场强度E2 = Q/(εS),U2 = E2d = Qd/(εS)。此时极板之间只有一个电场,aW/ad电场能量就是电容器中储存的能量w = u2q/2 = (q 2) d/(2 ε s),F2 =-а w/а d =-。F2 & lt0,说明两个板块之间有重力。
综上所述,答案是:q/(2εs);qd/(2εS);0;q/(εS);qd/(εS);Q 2/(2 ε s)。(注:为简单起见,我将ε0缩写为ε)