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一空气平行板电容器,板间距为d,面积为s,带电量为Q,忽略边缘效应.若在两极板中间平行的插入一块厚度为d/3,介电常数为e的均匀介质板,求(1)空气及介质板的电场强度;2)介质板内存储的电
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更新时间:2024-04-20 08:18:34
问题描述:

一空气平行板电容器,板间距为d,面积为s,带电量为Q,忽略边缘效应.若在两极板中间平行的插入一块厚度为d/3,介电常数为e的均匀介质板,求(1)空气及介质板的电场强度;2)介质板内存储的电场能量.

黄新波回答:
  1)电容器原电容为:   C=εοS/dεο为真空介电常数   电容器电压为:   U=Q/C=Qd/εοS   空气的电场强度不变:   E1=U/d=Q/εοS   介质板的电场强度为:   E2=E1/e=Q/eεοS   2)介质板内感应电荷的电场强度为:   E’=E1-E2=(e-1)Q/(eεοS)   能量密度为:   ρ=1/2εE'^2   能量为:   Ε=ρ*S*d/3=d[(1-1/e)Q]^2/6Sε
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