電磁気の問題で困っています

質問

面積400cm2（平方ｃｍ）の絶縁した２枚の金属板を、互いに平行に１ｃｍ離して対置し、これに１０００Vの電位差を与えたとき、
（１）両板間にできる電場の強さはいくらか?
（２）両板に現れる表面電荷密度はいくらか?
（３）両板が引き合う力はいくらか?
（４）両板間に電場に蓄えられるエネルギーはいくらか?

という問題なのですが、どなたか１問でもいいので解説お願いします。

回答No.1

muneneko

電位と電場についてのイメージについて説明しておきます。

とある山を登っています。。
この時、今いる地点の高さが電位です。そして、今いる地点の山の傾斜が電場の強さです。

>互いに平行に１ｃｍ離して対置し、これに１０００Vの電位差を与えたとき、

これがどんな山になるか想像できますでしょうか。

1000Vを1000mと置き換えるなら、これは前に1cm進むには上に1000mも登らないといけないような山です。
ではその斜面の傾きは、変化の割合を考えればいいので、

電場の強さ：1000[V]/0.01[m] = …　(1)

ただ、これは電場の強さが場所によって変わらないことを前提としています。
一般的に電場の強さは山の地点によってばらばらなので、この方法で電場が計算出来るのは、2枚の金属板の間に出来るような電場を考えるようなときだけです。
問題によっては「一様な電場」と書いてあります。