题目
真空中有两个平行的无限大均匀带正电平面,电-|||-荷面密度分别为s和2s。如图所示,两平面之间-|||-A、B两点的电势分别为VA、VB,则[]-|||-σ 2σ-|||-A B-|||-A. _(A)gt (V)_(B)-|||-B. _(A)lt (V)_(B)-|||-C. _(A)=(V)_(B)-|||-D.无法比较二者大小

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查带电平面的电场叠加及电势比较。
解题核心思路:
- 确定各平面产生的场强大小和方向:无限大带电平面的电场强度公式为 $E = \frac{\sigma}{2\epsilon_0}$,方向垂直于平面。
- 叠加总场强:两平面之间的总场强为各自场强的矢量和,注意方向相反时需代数相减。
- 判断电势关系:根据场强方向确定电势变化趋势,沿场强方向电势降低。
破题关键点:
- 右侧平面场强更大,总场强方向向左,导致电势随位置向右降低。
- A、B两点的位置关系:若A在左、B在右,则 $V_A > V_B$。
步骤1:计算各平面产生的场强
- 左侧平面(荷面密度 $\sigma$)的场强:
$E_1 = \frac{\sigma}{2\epsilon_0} \quad (\text{方向向右})$ - 右侧平面(荷面密度 $2\sigma$)的场强:
$E_2 = \frac{2\sigma}{2\epsilon_0} = \frac{\sigma}{\epsilon_0} \quad (\text{方向向左})$
步骤2:叠加总场强
两平面之间的总场强为:
$E_{\text{总}} = E_2 - E_1 = \frac{\sigma}{\epsilon_0} - \frac{\sigma}{2\epsilon_0} = \frac{\sigma}{2\epsilon_0} \quad (\text{方向向左})$
步骤3:分析电势变化
- 场强方向为电势下降最快方向,总场强向左,说明电势随位置向右降低。
- A、B两点位置:假设A靠近左侧平面,B靠近右侧平面,则从A到B电势降低,故 $V_A > V_B$。