电磁学-电容器和静电能

电磁学-电容器和静电能电容器的电容(1)平板电容器的电容两极板间均匀电场的场强

（两极板间为真空）

两极板间填充电介质：平行板电容器充电后仍与电源连接，然后将其板间充满相对电容率为的均匀电介质，则极板上的电荷量为原来几倍，电场为原来几倍？(多选)#1b0505004c电量为原来的r倍电量为原来的倍电量不变电场为原来的r

倍电场为原来的倍电场不变AF平行板电容器充电后断开电源，然后将其板间充满相对电容率为的均匀电介质，则极板上的电荷量为原来几倍，电场为原来几倍？(多选)#1b0505004d电量为原来的r倍电量为原来的倍电量不变电场为原来的r

倍电场为原来的倍电场不变CE(2)柱形电容器的电容真空：电介质：RARB(3)球形电容器的电容真空：电介质：电容器的串并联（1）串联:（2）并联:几个电容器的电压相同几个电容器的电量相同规律与电阻并联规律相同规律与电阻串联规律相同电容器的主要性能指标电容值耐压值电容器的两极间的电压超高,则电介质会因为不能承受强电场而被击穿导电,电容器成为导体.平板电容器两带等量异号电,+σ0,-σ0插入两块均匀电介质ε1,ε2。若12很难计算电容以上都不对

#1a0505005a则该电容器的电容可表达为：B平板电容器两带等量异号电,+σ0,-σ0插入半块均匀电介质ε，#1a0505005b很难计算电容以上都不对

则该电容器的电容可表达为：A#1a0505005c

以上都不对三个同样的金属板A，B，C平行放置，面积都S，A和B相距4cm，A和C相距2.0cm，B和C都接地，如图所示，则该系统的电容。C

电容器充放电的过程是能量从电源到使用电器（如灯炮）上消耗的过程.+-充电放电-dq电容器放电过程中,电量-dq（-dq>o)在电场力的作用下，从正极板到负极板，这微小过程中电场力作功为：2.5.33.7电容器的能量电场的能量电荷是能量的携带者。两种观点：电场是能量的携带者。这在静电场中难以有令人信服的理由,在电磁波的传播中,如通讯工程中能充分说明场才是能量的携带者.储存在电容器中的静电能量为:当电容器从q=Q开始放电到q=0时，电场力作功为：电场是能量的携带者以平板电容器为例：电场能量的体密度：——是普适的总电场能:平行板电容器充电后与电源断开，然后将其板间充满相对电容率为的均匀电介质，则极板电荷，电容C、电压U电场能量W与充电介质前相比较，其变化情况为A.Q↓、

C↓、U↑、W↑B.Q不变、

C↑、U↓、W↓C.Q↑

、

C↑、U↑、W↑D.Q不变、

C↓、U↓、W↓E.以上都不对#1a0505004aB平行板电容器充电后仍与电源连接，然后将其板间充满相对电容率为的均匀电介质，则电容C、电压U电场能量W与充电介质前相比较，其变化情况为#1a0505004bA.U↓、

C↓、Q↓

、W↑B.U不变、

C↓

、Q↓、W↓C.U↑

、

C↑、Q↑、W↑D.U不变、

C↑

、Q↑

、W↑E.以上都不对D真空中有一均匀带电球体和一均匀带电球面，如果它的半径和所带的电量都相等，则它们的静电能之间的关系是：A.球体的静电能等于球面的静电能B.球体的静电能大于球面的静电能C.球体的静电能小于球面的静电能D.无法比较#1a0504014aB例计算均匀带电导体球面的静电能，已知球面半径为R，总带电量为Q，球外为真空解一：均匀带电导体球面的静电能，储存在球面上电荷激发电场中，也就是电场能解二：均匀带电球面场强分布场强分布具有球对称性例：一个均匀带电球体半径为R,带电量为Q，试利用电场能量公式求此带电球的静电能。解:Q例：求充满均匀电介质的球形电容器的能量。解：设带电量为Q，先求DR1R2

分别用电容器储能和电场能量计算球形电容器的电场能量.（1）用电容器储能计算球形电容器的电场能量.(2)用电场能量计算球形电容器的电场能量.例：一平板电容器的极板面积为S，间距为d，用电源充电后，现极板上带电分别为+Q，-Q。断开电源后，再把两极板的距离拉开到2d，求：(1)外力克服两极板相互吸引力所作的功；（2）两极板之间的相互吸引力。解：（1）.两极板的间距为d和2d时，平行板电容器的电容分别为：当两极板带电为＋Q和－Q时所储的电能分别为：在拉开极板后，电容器中电场能量的增量为：按功能原理，这一增量应等于外力所作的功，即：（2）设两极板间的相互引力为F，拉开两极板时，所加外力应等于F，外力所作的功：两块平行板分别带+Q和–Q的电荷。将两块板移开，

扩大它们之间的距离，以下哪条叙述是正确的？+Q-QA.两块板之间的电压增加B.两块板之间的电场强度下降C.两块板上的电荷会减少D.由这两块板组成的电容的容量会增加E.以上都不对#1a0504012bA例：一平板电容器，极板间无电介质时连在电压为V的电源上.问：(1)电容器储存的能量.(2)充电后，断开电源,再插入相对电容率为r,厚度为d的电介质板，则电容器储存的能量又是多少？(3)插入过程中外力所做的功是多少？VSd解：1.2.极板上的电荷q不变3.插入过程中,电介质板极化,束缚电荷与极板上的自由电荷相互吸引.则：外力做功为静电力做正功,电场能减少.VSd例2平行板空气电容器的面积为S，极板间距为d，今以厚度为2d/3的等面积铜板置于电极之间。然后对两极板充电至电压为V，断开电源后，再将铜板抽出。问：外界（指非静电力）需作多少功？思路：1)插入铜板后：可以看作两个电容器C1、C2串联。SABd2)抽出铜板