电容器的电场能量习题.pptVIP

* * * 例：一平板电容器面积为S，间距d，用电源充电 后，两极板分别带电为+q和-q，断开电源，再把 两极板拉至2d ，试求：?外力克服电力所做的功。 ?两极板间的相互作用力？ 解? ：根据功能原理可知， 外力的功等于系统能量的增量 电容器两个状态下所存贮的 能量差等于外力的功。 初态 末态 若把电容器极板拉开一倍的距离，所需外力的功等于电容器原来具有的能量。 2) 极板带电不变，场强不变，作用力恒定 典例5：图示为一空气平行板电容器，上极板固定，下极板悬空。极板面积为S，板间距为d，极板质量为m。问当电容器两极板间加多大电压时，下极板才能保持平衡？（忽略边缘效应） qE 1. C1 和 C2 两空气电容器并联起来接上电源充电.然后将电源断开，再把一电介质插入 C1 中，则 [ C ] (A) C1 和 C2 极板上电量都不变. (B) C1极板上电量增大，C2极板上的电量不变. (C) C1极板上电量增大，C2极板上的电量减少. (D) C1极板上的电量减少,C2极板上电量增大. 断电后总电量守恒，两电容器电压相等 2. C1 和 C2 两空气电容器串联起来接上电源充电,保持电源联接,再把一电介质板插入 C1 中,则 [ A ] (A) C1上电势差减小,C2上电量增大； (B) C1上电势差减小,C2上电量不变； (C) C1上电势差增大,C2上电量减小； (D) C1上电势差增大,C2上电量不变。 串联电量相同 4. C1 和 C2 两个电容器，其上分别表明200pF（电容量）、500v（耐压值）和300pF 、900v把它们串联起来在两端加上1000V电压，则 (A) C1被击穿,C2不被击穿； (B) C2被击穿, C1不被击穿； (C) 两者都被击穿； (D) 两者都不被击穿。 [ C ] 5. 一球形导体,带电量 q ,置于一任意形状的空腔导体中,当用导线将两者连接后,则与末连接前相比系统静电能能将 [ C ] (A) 不变； (B) 增大； (C) 减小； (D) 如何变化无法确定。 6.真空中有一均匀带电球体和一均匀带电球面,如果它们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： [ B ] （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。 7. 同心导体球与导体球壳周围电场的电力线分布如图所示，由电力线分布情况可知球壳上所带总电量为： (D)无法确定。 [ C ] 8．金属球A与同心球壳B组成电容器，球A上带电荷q，壳B上带电荷Q，测得球与壳间电势差为UAB，可知该电容器的电容值为： (B) (C) (D) （A） (A) 10．一平行板电容器充电后，与电源断开，然后再充满相对介电常数为 的各向同性均匀电介质。则其电容C、两板间电势差U12及电场能量We与充介质前比较将发生如下变化： （A）C↑ U12↓ We↑ (B) C↑ U12↓ We↓ (C) C↑ U12↑ We↓ (D) C↓ U12↓ We↓ (B) 11． 半径分别为R和r的两个金属球，相距很远，用一根细长导线将两球连接在一起并使它们带电，在忽略导线的影响下，两球表面的电荷面密度之比 为： （A） （B） （C） （D） （D） 9. 半径为R的金属球，接电源充电后断开电源，这时它储存的电场能量为5×10-5J。今将该球与远处一个半径也是R的导体球B用细导线连接，则A球储存的电场能量变为＿＿＿. 电量守恒： Q Q/2 C不变，W＝Q2/2C W/4 1.25×10-5J 3.两个相同的空气电容器并联后，加上电压Uab=U．断开电源后，在其中一个电容器的两极板间充满介电常数为ε的均匀介质，如图．求此时的Uab． 7.平行板电容器，极板面积为S，板间距为d。相对介电常数分别为 的 两种电介质各充满板间的一半，问 （1）此电容器带电后，两介质所对的极板上自由电荷面密度是否相等？ （2）此时介质内的 是否相等？ （3）此电容器的电容多大？ S d 图示一球形电容器，在外球壳的半径b及内外导体间的电势差U维持恒定的条件下，内球半径a为多大时才能使内球表面附近的电场强度最小？求这个最小电场强度的大小．