Question

Изменится ли сила взаимодействия между пластинами, если посередине поместить незаряженную металлическую пластину толщиной d? Рассмотреть два случая (см. выше): а) U = const, б) Q = const.

Answer 1

Ответ:

а) когда потенциал (U) между пластинами остается постоянным, и б) когда заряд (Q) на пластинах остается постоянным.

а) При постоянном потенциале (U) между пластинами:

Если вы поместите незаряженную металлическую пластину толщиной (d) посередине, она будет экранировать электростатическое поле между пластинами. Это означает, что сила взаимодействия между пластинами изменится.

В электростатическом приближении сила взаимодействия (F) между пластинами пропорциональна напряженности электрического поля (E) между ними. Когда металлическая пластина помещается посередине, она создает равные, но противоположные заряды на своих поверхностях. Эти заряды создают электрическое поле, направленное в противоположную сторону полю, создаваемому исходными пластинами. Таким образом, поле между пластинами уменьшается, и сила взаимодействия между ними уменьшается.

б) При постоянном заряде (Q) на пластинах:

Если вы поместите незаряженную металлическую пластину толщиной (d) посередине, то заряд на исходных пластинах останется неизменным (поскольку металлическая пластина незаряжена). В этом случае сила взаимодействия между пластинами также изменится.

Сила взаимодействия между пластинами, обладающими зарядом (Q), зависит от величины заряда и расстояния между ними. При помещении незаряженной металлической пластины посередине расстояние между пластинами увеличивается, поскольку толщина металлической пластины (d) добавляется к изначальному расстоянию между пластинами. Следовательно, сила взаимодействия между пластинами будет уменьшаться, так как расстояние между заряженными пластинами увеличивается.

Таким образом, в обоих случаях, как при постоянном потенциале (U), так и при постоянном заряде (Q), сила взаимодействия между пластинами изменится при помещении незаряженной металлической пластины толщиной (d) посередине.

Answer 2

Сила взаимодействия между заряженными пластинами изменится, если посередине поместить незаряженную металлическую пластину толщиной d. Давайте рассмотрим оба случая:

а) Если электрический потенциал (U) между пластинами остается постоянным (U = const), то это означает, что разность потенциалов между пластинами не меняется, и следовательно, сила электростатического взаимодействия тоже не изменится. Пластина посередине, будучи незаряженной, не влияет на разность потенциалов между заряженными пластинами.

б) Если заряженное количество (Q) на пластинах остается постоянным (Q = const), то разность потенциалов между пластинами будет изменяться при добавлении незаряженной металлической пластины посередине. Когда металлическая пластина вставляется между заряженными пластинами, она будет искать новое равновесие, где потенциал между ней и обеими заряженными пластинами станет равным. Это означает, что разность потенциалов между заряженными пластинами будет уменьшаться, так как часть разности потенциалов "передвигается" на металлическую пластину. Это изменение потенциала, в свою очередь, может повлиять на силу взаимодействия между заряженными пластинами, так как она зависит от разности потенциалов.

Итак, во втором случае (б), сила взаимодействия между пластинами изменится при вставке незаряженной металлической пластины посередине из-за изменения разности потенциалов между заряженными пластинами. В первом случае (а), сила останется неизменной, так как разность потенциалов между пластинами по-прежнему будет постоянной.