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文档简介

以两个点电荷系统为例 想象q1q2初始时相距无限远 第一步先把q1摆在某处 外力不作功 第二步再把q2从无限远移过来使系统处于状态a 6 4 1点电荷系的静电势能 6 4静电场的能量 使系统处于状态a 外力克服q1的场作功等于该带电系统静电能的增加 q1在q2处产生的电势 q2在q1处产生的电势 q1在q2处产生的电势 若带电体连续分布 所有电荷在dq处的电势 如均匀带电球面 带电量半径 静电能 如均匀带电球体 带电量半径 静电能 真空中均匀带电的球面和球体 如果两者的半径和总电量都相等 则带电球面的电场能量W1与带电球体的电场能量W2相比 W1 W2 填 1充电电容器储存有能量的实验验证 一充电电容器的储能 6 4 2电容器的能量 K打到a电容器充电 K打到b 电容器放电 灯泡R发出强闪光 根据功能原理充电后电容器所储存的能量应等于外力搬运电荷过程中所做的功 1 讨论 充电电容器所储存的能量谁是其携带者 设此电容器是一个平行平板电容器则有 二 静电场的能量 上述分析表明 电场具有能量 它是静电场本身所具有的能量 2 能量密度 例1如图所示 球形电容器的内 外半径分别为和 所带电荷为 若在两球壳间充以电容率为的电介质 问此电容器贮存的电场能量为多少 解 两球壳间的电场强度为 球形电容器电容 1 2 以上为求电容器电容的第二种方法 即先求能量 再求电容 例2 一绝缘金属物体 在真空中充电达某一电势值 其电场总能量为W0 若断开电源 使其上所带电荷保持不变 并把它浸没在相对介电常量为的无限大的各向同性均匀液态电介质中 问这时电场总能量有多大 解 因为所带电荷保持不变 故电场中各点的电位移矢量保持不变 又 因为介质均匀 电场总能量 1 一个带电的金属球 当其周围是真空时 储存的静电能量为W0 使其电荷保持不变 它浸没在相对介电常量为的无限大各向同性匀电介质中 这时它的静电能量W 答案B 2 如图所示 一球形导体 带有电荷q 置于一任意形状的空腔导体中 当用导线将两者连接后 则与未连接前相比系统静电场能量将 A 增大 B 减小 C 不变 D 如何变化无法确定 3 一空气平行板电容器充电后与电源断开 然后在两极板间充满某种各向同性 均匀电介质 则电场强度的大小E 电容C 电压U 电场能量W四个量各自与充入介质前相比较 增大 或减小 的情形为 A E C U W B E C U W C E C U W D E C U W B E C U W 答案B 3 一空气电容器充电后切断电源 电容器储能W0 若此时在极板间灌入相对介电常量为的煤油 则电容器储能变为W0的 倍 如果灌煤油时电容器一直与电源相连接 则电容器储能将是W0的 倍 平行板电容器充电后与电源断开 平行板电容器充电后未与电源断开 U不变 平行板电容器充电后与电源断开 d 两极板的相互吸引力 注意 E1是一块板产生的
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