例题 04-10-05-06 "无限大"均匀带电平面的电场 设有一很大的、面电荷密度为的均匀带电平面。在靠近平面的中部、而且离开平面的距离比平面的线度小得多的区域内的电场,称为"无限大"均匀带电平面的电场。试证此电场是一个均匀电场(若电场内各点场强的大小和方向都相同,则这种电场称为均匀电场,亦称匀强电场。)


在上例中,若,则均匀带电圆盘就可视作无限大的均匀带电平面;对无限大的平面而言,凡是的点都处于本例中所述的区域内。因此,由上例的结果,可得无限大均匀带电平面的电场中各点场强的大小为

                  

可见,在上述电场区域内,各点场强的大小相等,与上述区域内各点离开平面的距离无关,也与平面的形状和线度无关。至于场强的方向,理应沿着垂直于该平面的中心轴,由于平面为"无限大",所以在上述区域内,任一条垂直于该平面的轴线都可视作中心轴,因而各点场强的方向都垂直于平面而相互平行;若该平面带正电,即,则场强的方向背离平面,反之,若平面带负电,即,则场强的方向指向平面。
  综上所述,"无限大"均匀带电平面的电场是均匀电场,各点的场强(包括大小和方向)相同。

说明 实际上,任何一个带电平面,其大小总是有限的。因此,也只有在靠近平面中部附近的区域,电场才是均匀的,而相对于平面边缘附近的点而言,就不能将平面看作是无限大的,该处的电场也是不均匀的,上式不再适用。