Question

高中物理电场的一个疑问，高手请进

1.问题起源：从电容的决定式和u=ed来看，电场强度与电容器两极板距离无关，也就是说单位电荷量的电荷所受的电场力不会随着电容器两极板距离而变化，但电荷离极板远了，他的力不会减少吗？
2.我的推导：那是因为单块带点的金属版所产生的电场是匀强电场，无论电荷如何运动，他所受的力都不变！
3.等待答案:我应该错了吧，请指出我错的地方，顺便解释一下单块带点的金属版所产生的电场它的电场线是怎样的，不会匀强电场吧？应该电荷离他越远电场力就越小吧？但单位电荷量的电荷所受的电场力不会随着电容器两极板距离而变化又该怎么解释呢？如果单块带点的金属版所产生的电场不是匀强的，电场力不会随着电容器两极板距离变化而变化就不可能成立！！！啊！
怎么众说纷纭啊？
应该考试不会考的吧，等我十九号考完试再研究研究，然后再采纳吧
今天犯了一件很严重错事，老师但没有责怪还帮我解决，很不好受，先下了，考完试再看，很谢谢你们的帮助

Answer 1

电场强度与电容器两极板距离无关，这是没错的。单块带电金属板产生匀强磁场也没错，前提是足够大。 错在“应该电荷离他越远电场力就越小吧？”

匀强电场也是一个理想模型，它的前提是这块板足够大。当它很大很大的时候，相当于每一个点都是中心。如下图）：

任意一个带电质点A，受电场的力。   在电板上任意一点B，由于板很长，都可以找到点C关于虚线与B对称。  把B，C对A的力正交分解， 水平力刚好抵消，竖直力叠加，相当于A点的场强方向只有竖直的。  任意一点A的受力情况都相同，所以是匀强电场。

场强的大小不是体现在电场线的长度，而是体现在电场线的疏密程度。就像点电荷周围的磁场，越近越密场强越大。  既然是匀强磁场， 当两极板距离拉大的时候，电场线疏密程度不变，所以场强大小是不变的。

Answer 2

你要指明你的电容是带电量不变，还是两板间的电压不变，看你的上下文，应该是前者吧？ 你的推理是对的——极板内是匀强电场，当然这要忽略边缘效应。 对于无限大的单块极板来说，它两侧的电场也是匀强的；如果不是无穷大极板，那当然是越远处场强越小。 下面是一些数学上的证明——

Answer 3

这位同学，你所说的问题起源中是电容器两极板，但是下面又变成了单块带电金属板，问题就在这里了。

电容器是两块带电的金属板，电量相同，极性相反，两极板的电场方向相同，每块极板的电场会随着远离这块极板而减弱，但是远离这块极板的同时在靠近另一块极板，另一块极板的电场就会增强，所以两极板的电场在电容器内部区域叠加，才会产生均匀电场。而单独的一块并不是均匀电场。

就单块而言，当然是电荷离板越远受力越小，但是离a板越远就会离b板越近，它们的作用力的合力是不变的。

不知道你明白没有

Answer 4

单块带点的金属版所产生的电场电场线的形状似乎物理书上有，我就不再多说，不过我可以告诉你，无限大的带点金属板平面在空间激起的电场为匀强电场，应该可以理解吧，我觉得你的思维深度还不错，就不多解释了。再回到你第一个问题（U=Ed，C=Q/U,C=εS/4kπd），只能说明Q与E成正比。因为距离增大，会改变电容（这一点一定要注意），导致Q和E都会改变，但Q与E依然成正比~~~清楚了吗？你的思维值得鼓励！！还有什么问题可以接着问我~~~

Answer 5

电容器两板的带的电量相同，电性相反所以可以得到匀强电场，力不随距离的改变而改变；但是单块电板的性质如同点电荷，力随距离的改变而改变