题目
一“无限大”均匀带电平面A,其附近放一与它平行的有一定厚度的“无限大”平面导体板B,如图所示.已知A上的电荷面密度为+σ ,则在导体板B的两个表面1和2上的感应电荷面密度为 A BA. σ1 = - σ, σ2 = + σ B. σ1 =A B, σ2 =A B C. σ1 =A B, σ2 = A B D. σ1 = - σ, σ2 = 0
一“无限大”均匀带电平面A,其附近放一与它平行的有一定厚度的“无限大”平面导体板B,如图所示.已知A上的电荷面密度为+σ ,则在导体板B的两个表面1和2上的感应电荷面密度为 
B. σ1 =
, σ2 =
C. σ1 =
, σ2 = 
D. σ1 = - σ, σ2 = 0
题目解答
答案
B. σ1 = $-\dfrac {\sigma }{2}$, σ2 = $+\dfrac {6}{2}$
解析
步骤 1:分析电荷分布
均匀带电平面A上的电荷面密度为+σ,根据高斯定理,它产生的电场强度为E = σ / (2ε₀),其中ε₀是真空介电常数。电场方向垂直于带电平面,指向远离平面的方向。
步骤 2:导体板B的电荷分布
导体板B在电场作用下,其表面会感应出电荷。由于导体内部电场为零,导体板B的两个表面1和2上的感应电荷面密度将使得导体板内部电场为零。因此,导体板B的两个表面1和2上的感应电荷面密度将与带电平面A产生的电场相互抵消。
步骤 3:计算感应电荷面密度
由于导体板B的两个表面1和2上的感应电荷面密度将使得导体板内部电场为零,因此,导体板B的两个表面1和2上的感应电荷面密度将与带电平面A产生的电场相互抵消。根据电荷守恒,导体板B的两个表面1和2上的感应电荷面密度分别为σ1 = -σ/2和σ2 = +σ/2。
均匀带电平面A上的电荷面密度为+σ,根据高斯定理,它产生的电场强度为E = σ / (2ε₀),其中ε₀是真空介电常数。电场方向垂直于带电平面,指向远离平面的方向。
步骤 2:导体板B的电荷分布
导体板B在电场作用下,其表面会感应出电荷。由于导体内部电场为零,导体板B的两个表面1和2上的感应电荷面密度将使得导体板内部电场为零。因此,导体板B的两个表面1和2上的感应电荷面密度将与带电平面A产生的电场相互抵消。
步骤 3:计算感应电荷面密度
由于导体板B的两个表面1和2上的感应电荷面密度将使得导体板内部电场为零,因此,导体板B的两个表面1和2上的感应电荷面密度将与带电平面A产生的电场相互抵消。根据电荷守恒,导体板B的两个表面1和2上的感应电荷面密度分别为σ1 = -σ/2和σ2 = +σ/2。