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文档简介

1、6. 5 静电场能量与能量密度,旋涡星云,一、静电场能量密度及能量,保持 Q 不变！板间的静电引力：,缓慢下移A板，外力做功：,静电场增加的能量为：,静电场增加的能量为：,则：单位体积内的静电场能量为：,若充满电介质 r ，则：,若充满电介质 r ，则：,即单位体积内静电场的能量。,静电场能量密度：,单位：J/m3,即单位体积内静电场的能量。,静电场能量密度：,单位：J/m3,则电场中 V 空间静电场能量为：,在静电场中，体积 dV 内的静电场能量为：,积分体积元：,则电场中 V 空间静电场能量为：,在静电场中，体积 dV 内的静电场能量为：,( 球对称性电场 ),( 柱对称性电场 ),( 面

2、对称性电场 ),积分体积元：,( 球对称性电场 ),( 柱对称性电场 ),( 面对称性电场 ),例 求金属球电场的电场能量。已知：R、Q、r 。,解,电场为球对称，取薄球壳为体积元。,例 求金属球电场的电场能量。已知：R、Q、r 。,解,电场为球对称，取薄球壳为体积元。,另：,另：,Q 一定，We C -1 ;,C 一定，We Q 2 ;,( 解毕 ),Q 一定，We C -1 ;,C 一定，We Q 2 ;,( 解毕 ),课堂练习 已知：R1 、R2 、Q 、r 。求球形电容器内部 电场的电场能量。,提示：,电容器内部电场强度为：,课堂练习 已知：R1 、R2 、Q 、r 。求球形电容器内部

3、 电场的电场能量。,提示：,电容器内部电场强度为：,答案：,易验证：,同样亦可求出平板电容器内部的电场能量：,内部电场为面对称，则取体积元：,同样亦可求出平板电容器内部的电场能量：,内部电场为面对称，则取体积元：,二、电容器的能量,电容为 C 、带电为 Q 的电容器电场能量为：,电容器的能量是指存储在电容器内部的电场能量。,二、电容器的能量,电容为 C 、带电为 Q 的电容器电场能量为：,电容器的能量是指存储在电容器内部的电场能量。,当 Q 一定时，We 1/C ;,当 U 一定时，We C 。,课堂练习 保持平板电容器的电量 Q 不变，将板间距由 d 缓慢地增至 2d ，则外力做功为多少？板面积为 S 。,提示：,外力功电容器能量的增量 ！,之前：,课堂练习 保持平板电容器的电量 Q 不变，将板间距由 d 缓慢地增至 2d ，则外力做功为多少？板面积为 S 。,提示：,外力功电容器能量的增量 ！,之前：,之后：,答案：,课堂练习 在充电后 不断开电源； 断开电源两种情 况下，平行插入一块厚度为b的面积相同的金属板，则 外力做功为多少？若改插一块形状完全一样相对介电常 数为 r 的电介质平板，则结果又如何？板面积为 S ， 电源电压为V ，两极间距为 d 。,插入金属板,答案：,插入介质板 (略 ),插入金属板,答案：,插入介质板 (略

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