作用在平行板电容器中一片电介质的力

在一些物理学的教科书中,利用虚功原理计算了作用于插入平行板电容器的一片电介质的力.[1],[2]但没有从物理原因上进行分析.这就会产生这样的问题,即垂直方向的电场,怎么会有水平方向的力作用于电介质上?本文通过对于电介质受力的微观机制的分析,计算作用于这片均匀电介质的力.一、电介质受力的微观机制 在电场中的电介质要受到电场作用而极化.在平行板电容器的极板间,插入一片电介质,由于电容器边缘区不均匀电场的作用,电介质中极化的电偶极子排列也是不均匀的.图一是这种情况的示意图. 图一电容器的极板,在z方向宽w,x方向长为L. 在X=X0…     

平行板电容器内电介质受力问题剖析

关于平行板电容器内电介质受力问题, 普通大学电磁学教材大都利用虚功原理求解[ 1], 但没有说明该 力产生的根源. 笔者基于液体表面张力的模型, 对该力的产生做了深入剖析. 特别地, 本文将虚功原理的结果、 边缘 效应( 即电容器边缘处电介质的极化不同于中心处电介质的极化而产生的效应)的结论以及束缚电荷模型进行对 比和分析, 揭示它们的统一性     

有电介质时平行板电容器电容计算问题的讨论

针对学生在做课后习题时,不够注重基本概念而产生的一些似是而非的错误现象,笔者讨论了有电介质时平行板电容器的电容计算问题,紧扣电容器的定义,给不同的解题过程提供充分的理论依据,便于学生对基本物理概念的理解.     

用平行板电容器电容公式求非平行板电容器电容

本文从平行板电容器的电容公式出发,并基于非平行板电容器可以看作由若干个小型平行板电容器串联与并联的思想,给出球冠形电容器和柱冠形电容器电容的一种简易计算方法。     

平行板电容器的尺寸效应

本文分别研究了平行圆形板和矩形板电容器的电容随其尺寸变化的规律.对于每种电容器,首先假设电荷在极板上均匀分布,由此能较简便地得出电容的近似值,然后用Ansoft软件作有限元仿真,得出更精确的数值.通过对比发现,用均匀带电近似得出的结果能够正确地反映电容随其尺寸变化的趋势,优于教科书中的平行板电容器公式;但其数值偏小,原...     

关于磁介质棒插入通电螺线管时所受的力

本文论述了磁介质棒插入通电螺线管中所受轴向力的物理根源，推导出介质棒受力的精确公式．     

平行板电容器与静电演示

平行板电容器是静电学重要的演示仪器之一。用它除可研究平行板电容器的特性C=K εS/d外。还可以通过平行板建立电场,在平行电场中研究静电学中的静电力、电势、带电粒子在电场中的运动、避雷针模型等学生认为比较抽象的问题,给静电学中     

电介质中的静电场能量

为了研究电介质中的静电场能量,我们首先简单地讨论一下真空中的静电场能量的问题。 从电磁学知识我们知道,对于由若干个电荷组成的系统的能量为: 对于连续的电荷分布,求和应变成积分,即 注意到　则上式可以等价地写为: (2)式可以作这样的解释,电荷为ρdV的势能等于这电荷与其所在处之势的乘积,因此总能量就是对ρdV的积分。但有“1/2”因子,这是因为我们把能量都计算了两次。 据现代的近距作用观点,这能量应定域在电场所在的空间,这样就应把(2)式中的电荷换成其所激发的场来描述,所以(2)式变为: (3)式仅是(2)式的数学变形,因此说两个方程…     

定量探究平行板电容器的电容

平行板电容器的电容是高中物理电学部分的重要演示实验.教材中的探究方案只能定性研究,且理解难度大,实验效果不明显.为解决以上问题设计了简单稳定且能定量探究平行板电容器电容决定因素的实验装置.实验装置采用单面覆铜板作为电容器极板,利用A4纸或塑料文件夹做电介质,通过实验探究得出平行板电容器电容与极板正对面积成正比,与极板间...     

平行板类电容器电容的计算

平行板电容器是一基本电容器,其电容的计算公式为：C=ε0S/d,对于极板不为平面、面积不相等的平行板类电容器电容的计算则较为复杂．本文利用微积分原理,将一个普通电容器看成无限多个微电容器（平行板电容器）的串联,然后,根据电容器串联规律进行积分,最终求出电容器的电容计算公式．此方法是一个求解电容器电容普遍适用的方法,计算结果可以直接被应用．     

关于平行板电容器能量的讨论

讨论了平行板电容器储存的电场能和电势能, 以及带电粒子飞入两板间电场及在电场中偏转过程中能 量的转化情况, 也讨论了电势能及其变化     

关于平行板电容器实验的探讨

“ 影响平行板电容器电容的因素”这一实验在实际演示过程中较难成功, 本文主要是针对该实验进行 分析和改进, 以及对该实验的相关疑难问题的探讨     

多层电介质中的静电场

研究了多层电介质中的电场和电荷分布。首先讨论了三层电介质问题,发现求解该问题的关键在于找到带电介质层中零电场面的位置,提出了两种方法:直接求解法和间接求解法,给出了两种方法的共同依据。由此可以将三层电介质问题推广到多层电介质问题,该类问题一般都可以统一到最外层为无限厚介质的情况之中。指出了带电层中零电场面的位置仅由两最外层电介质决定并解释了该特性的物理机理。     

平行板静电场法离子引出的对称收集

离子引出的研究在AVLIS工程中有重要的意义，离子引出量和引出时间直接关系到整个系统 的离子收集效率. 在静电场中，由于等离子体屏蔽效应的存在，等离子体电位要高于正、负 极板的电位，而且在靠近正、负极板的两侧均存在鞘层. 理论模拟表明在正极板一边也可以 引出离子. 选取铯（Cs）作为实验对象，研究静电场对Cs等离子体的离子引出，使用安装在 两个极板上的法拉第筒收集离子引出信号. 实验结果表明，正极板确实可以引出离子，随着 外加电压的升高，从正极板一边引出离子的比率降低. 关键词： AVLIS 离子引出 等离子体     

非平行板电容器电容一解法

对于非平行板电容器的有关计算，大多数文献都用复数、高斯定理、复变函数、拉普拉斯方程、平行板电容器概念等，皆涉及高等数学知识，本文应用几何辅助法给出一初等解法．     

有缺陷的平行板电容器内的电场

利用复数坐标系上的保角变换和利用势的拉普拉斯方程分别讨论了带有半圆柱形凸出疤和半球形凸出疤两种有缺陷的平行板电容器内的电场分布,进而得出一些有益的结论     

有缺陷的平行板电容器内的市场

利用复数坐标系上的保角变换和利用势的拉普拉斯方程分别讨论了带有半圆柱形凸出疤和半球形占出疤两种有缺陷的平行板电容器的电场分布,进而得出一些有益的结论。     

非平行板电容器测量杨氏模量的改进

对非平行板电容器测杨氏模量装置进行改进,采用中心轴差动式结构,转轴设置于中极板中心,消除了边缘效应和分布电容的影响,应用改进后的装置测量了钢丝和柱状体的杨氏模量E=(1.98±0.43)N/m2.     

平行板电容器演示实验装置的改进

介绍一种具有干燥、照明和充电系统的演示实验装置，该装置使平行板电容器在演示时能保持所带电荷基本不变。     

非平行板电容器电容计算的修正

在计算非平行板电容器的电场和电容时,以往文献大多忽略分布在电容器外部的电荷.本文将电容器外部电荷纳入计算过程,用三种方法得到更加准确的非平行板电容器电容,较其他文献新增了修正项.