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文档简介

1、平行板电容器中介质的受力分析谢伟华（中国科学技术大学 物理学院1班）引言：介质从平行板电容器中抽出要受到 引力，我们用虚功原理很容易得到这个结 论，但是平行板电容器产生的电场是与介质 表面垂直的，那么这个力是如何产生的，我 们就来讨论一下这个问题。一、用静电能求静电力ZX设极板长为L,宽为a,面积为S,板间距离为d, 极板间电压为U恒定不变，电介质介电常数为由虚功原理易得 尸=旳=空0丫= 2d 2用这种方法无法看出这个力从何而来。所以我们采用 下面的方法。二、用库仑定律求受力电介质在电场中极化成电偶极子，下面先求一个 电偶极子在电场中受的力。E(r+O,由于I远小于电介质的线度，所以用泰勒展

2、 开得：E(r) + (1 * V)E(r)所以电偶极子受到的合力为讥)对于一个体积为V的电介质(下面的E都是总电 场，因为体电荷元在自身处产生的电场为0)F = TjT(P- V)EdV = (e-O)lIf(E V)EdV=|(-0)J!fVEZdVX与Z方向均为0,所以可以变为在极板内部电场是均匀为，外部电场为0,所以只需 计算边缘那一部分，且上式积分号内部可化为：AE2AE27U2市AV = AXAYAZ = AE AXAZ 二-AXAZF = ?（ - E0）j JJ-dXdZ = uti贝0厂-与用静电能求得结果一样。结论：从计算过程中可以看出，这种力U产生的原因是电场由H跃迁到0造成的，这 是理想化模型的弊端，以致于我们想不明白 这个力从何而来。实际中，电场不可能一下 子变成零，边缘处也是有电场的。所以我们 考虑问题应从实际出发，理论只是一个工 具，不代表一切。【参考文献】【1】胡友秋，电磁学与电动力学，科学

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