习题13 电容器 静电场的能量.doc

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、1C充电后断开，Q不变，由于，所以E不变。d增大时，由U 12= Ed，U12增大.d增大时，V增大，由，W增大。2D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=500.2510-6CUAB=U1+Q/（C2+C3）=50+500.2510-6/0.3510-6=85.7V2. 解：（1）R1rR3时，其它区域，E = 0.则电场存储的能量为=1.8210-4J(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 = 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（R1rR2）处取厚度为dr的圆筒形体积元则电容器存储的能量为（2）用能量法求电容器的电容：