C9Q16:

文摘   2024-09-17 09:30   北京  

极板运动的电容器.

考虑一平行板电容器, 两极板均为半径的圆. 其中一个极板固定, 而另一极板沿轴线方向以速度运动, 使得极板间距与时间满足关系. 本题考虑的情形, 边界效应依然可忽略. 假设足够小, 可以忽略高阶的电磁感应. 在本题中, 考虑两种情况: 1. 两极板带固定电荷; 2. 两极板间保持固定电压. 求

(a)为保持恒定所需的力.

(b)静电能的时间变化率.

(c)极板间的磁场分布.

(d)Poynting矢量, 以及其在包围电容器的柱面上的通量. 此时系统的能量守恒方程如何?

本习题集中, 一星问题为教学关, 二星问题为练习关, 三星问题为挑战关.
一般来说, 教学关知识点单一, 通过简单定律的应用即可得到答案, 旨在帮助解题者熟悉知识点.
练习关知识点相对单一, 有时要求应用高等数学, 比如简单的微分方程求解和小量近似, 旨在锻炼解题者的综合求解能力.
挑战关知识点相对综合, 形式上更完整的题目, 往往需要应用高等数学, 旨在锻炼解题者理解模型, 应用模型的能力.
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