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、 1．C 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。 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=50×0.25×10-6C UAB=U1+Q/（C2+C3）=50+50×0.25×10-6/0.35×10-6=85.7V 2. 解：（1）R1rR2和rR3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 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． 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： .页眉. 页脚.