习题13 电容器 静电场的能量

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1、一、选择题1.一个平行板电容器,充电后与电源断开,当用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大,则两极板间的电势差、电场强度的大小E、电场能量W将发生如下变化:()(A)减小,E减小,W减小。(B)增大,E增大,W增大。(C)增大,E不变,W增大。(D)减小,E不变,W不变。2.平行板电容器两极板间的相互作用力的数值F与两极板间的电压U的关系是()。(A)二、填空题1.一空气平行板电容器,其电容值C0,充电后将电源断开,其储存的电场能量为,今在两极板间充满相对介电常数为的各向同性均匀电介质,则此时电容值C=,储存的电场能量W=。2.两个电容器的电容之比,把它们串联起来接电源充电,它们的电

2、场能量之比=;如果是并联起来接电源充电,则它们的电场能量之比=。一、1.C充电后断开,Q不变,由于,所以E不变。d增大时,由U12=Ed,U12增大.d增大时,V增大,由,W增大。2.D不能使用点电荷公式计算作用力,考虑单个带电板的电场,则二、1.,空气平板电容器电容,充满介质时断开电源,电荷不变2.2:1,1:2串联充电时,两电容器极板上电荷相同。并联充电时,两电容器极板间电势差相同。三计算题1.解:C1上的电量为Q=C1U=50×0.25×10-6CUAB=U1+Q/(C2+C3)=50+50×0.25×10-6/0.35×10-6=85.7V2.解:(1)R1

3、>R3时,其它区域,E=0.则电场存储的能量为=1.82×10-4J(2)导体壳接地时,外部场强为0(3)用能量法求电容器的电容:3.解:(1)设电容器带电量为q,则电荷分布如图所示。设两侧的间隙宽度分别为d1和d2,则两极板间的电势差为则电容为(电容增大)可见,铜板离极板的距离不会影响电容大小。(2)充电后,电容器所带电量为场强为电场能量为抽出后场强不变(因为电量不变==>σ不变),体积增大,电场能量为电场能量增量为则外力作功为4.解:(1)圆筒和导线间的场强为其它区域场强为0.离轴线r(R1

4、容:

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