一个无限大均匀带电平板 厚度为d 体电荷密度为ρ(ρ>0)。求板内 外电场强度的大小。请帮忙给出正确
一个无限大均匀带电平板,厚度为d、体电荷密度为ρ(ρ>0)。求板内、外电场强度的大小。
请帮忙给出正确答案和分析,谢谢!
参考解答
正确答案:由场源电荷分布对板中心平面的对称性可知电场分布也具有这种对称性。即电场强度垂直于带电平板以带电平板中心处的平面为对称该面左侧方向向左;该面右侧方向向右。由此可做一个轴线垂直于平面高度为h、底面积为S且以平板中心处的平面(图中虚线所表示的平面)为对称面的圆柱面为高斯面如图14-9所示。由电通量的定义可得通过高斯面S的电通量为
(1)高斯面在板内(h<d/2)时该面所包含电荷的电量q=hSρ由高斯定理和式(1)可得
(2)求解式(2)得到板内的电场强度为
高斯面在板外(h>d/2)时该面所包含的电荷的电量q=dSρ由高斯定理和式(1)可得
(3)求解式(3)得到板外的电场强度为
由场源电荷分布对板中心平面的对称性,可知电场分布也具有这种对称性。即电场强度垂直于带电平板以带电平板中心处的平面为对称,该面左侧方向向左;该面右侧方向向右。由此可做一个轴线垂直于平面,高度为h、底面积为S,且以平板中心处的平面(图中虚线所表示的平面)为对称面的圆柱面为高斯面,如图14-9所示。由电通量的定义,可得通过高斯面S的电通量为(1)高斯面在板内(h<d/2)时,该面所包含电荷的电量q=hSρ,由高斯定理和式(1)可得(2)求解式(2)得到板内的电场强度为高斯面在板外(h>d/2)时,该面所包含的电荷的电量q=dSρ,由高斯定理和式(1)可得(3)求解式(3)得到板外的电场强度为
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