题目
[题目]-|||-真空中两块互相平行的无限大均匀带电平面.其电荷密度-|||-分别为 +0 和 +2σ, 两板之间的距离为d,两板间的电场强-|||-度大小为: ()-|||-A.0-|||-B. dfrac (30)(2{varepsilon )_(0)}-|||-C. dfrac (sigma )({varepsilon )_(0)}-|||-D. dfrac (sigma )(2{varepsilon )_(0)}

题目解答
答案

解析
本题考查无限大均匀带电平面的电场叠加原理,关键是利用高斯定理计算单个无限大带电平面的电场强度,再根据电场叠加求两板间的合电场强度。
步骤1:单个无限大均匀带电平面的电场强度
对于无限大均匀带电平面,电荷面密度为$\sigma$时,其两侧的电场强度大小均为$\frac{\sigma}{2\varepsilon_0}$,方向垂直于平面(指向两侧,正电荷电场背离平面)。
步骤2:分析两带电平面的电场方向
题目中两块平行无限大带电平面,电荷密度分别为$+\sigma$和$+2\sigma$(注:题目中“$+0$”和“$+20$”应为笔误,结合选项推测为$+\sigma$和$+2\sigma$),设两板分别为板1($+\sigma$)和板2($+2\sigma$),间距为$d$。
- 板1($+\sigma$)在两板间的电场方向:指向板2(因电场背离正电荷,两板间方向从板1到板2)。
- 板2($+2\sigma$)在两板间的电场方向:指向板1(同理,电场背离板2,两板间方向从板2到板1)。
步骤3:电场叠加计算合场强
两板间电场方向相反,合场强大小为两者之差:
$E = E_2 - E_1 = \frac{2\sigma}{2\varepsilon_0} - \frac{\sigma}{2\varepsilon_0} = \frac{\sigma}{2\varepsilon_0}$