物理第6章习题11物理第6习题11章习题11.ppt

* * 基本要求 1 掌握导体静电平衡条件及性质，并会用于分析实际问题 2 正确计算有电介质和导体存在时的电场，理解有介质时的高斯定理 4 掌握电容器的各类问题计算 3 了解电介质极化机理,理解 之间的关系 5 理解静电场能量的计算 讨论 1. 图示一均匀带电 半径 的导体球，在导体内部一A 点和球表面附近一点B 的电场强度各为多少？若移来一导体+q，则此时A，B的电场强度是否变化？ 分析: 变化 2. 在一半径为R 的导体球外,有一电量为+q,与球心距离为r (rR）的点电荷,求导体球的电势为多少？（应用导体静电平衡条件和性质进行分析） 分析: ′ ′ 3.当导体表面上某处面电荷密度为σ时， 用高斯定理可求得导体外该处的电场强度 考察导体表面一面元ΔS，面上电荷为 ??S , 根据 ，则该面元受力为 这个结果对不对？为什么？ 分析：不对。 导体表面面元ΔS 受力确实等于 ,但 应是除去面元本身电荷的其他部分电荷在该处的电场。此题中 是导体外该处的总场强。 正确解：?S面元的电荷??S在附近的场强为 [ C ] 4.“无限大”均匀带电平面 A 附近平行放置有一定厚度的“无限大”平面导体板 B,如图所示,已知 A 上的电荷面密度为 +? ,则在导体板 B 的两个表面 1 和 2 上的感应电荷面密度为 （A） ?1= –?, ?2= 0 （B） ?1= –?, ?2= +?, （C） ?1= –? /2 , ?2= + ? /2 （D） ?1= – ? /2 , ?2= –? /2 1 2 5. 取无限远为电势零点，半径为R的导体球带电后其电势为u0，则球外离球心 r 处的电场强度为 ，一导体球外充满了相对电容率为? r的介质，若测得导体表面附近的电场为E，则导体球面上自由电荷面密度为 。 R u0 / r 2 ? r?0E 6.一个平行板电容器没有介质时的电容为 今在两极板间平行插入面积为A ,厚度为a (ad ) ，相对电容率为 的介质后的电 容值为? （A）? （B） ? （C）? （D） [ D ] [ B ] 7.一个大平行板电容器水平放置，两极板间的一半空间充有各向同性均匀电介质，另一半为空气，如图。当两极板带上恒定的等量异号电荷时，有一个质量为m、带电量为+q 的质点，平衡在极板间的空气域中。此后，若把电介质抽去，则该质点将 （A）保持不动; （B）向上运动; （C）向下运动; （D）是否运动不能确定. [ C ] 8. 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将 (A) 不变； (B) 增大； (C) 减小； (D) 如何变化无法确定。 （A）Q 增大，E 增大，We 增大；（B）Q 减小，E 增大，We 增大； （C）Q 增大，E 减小，We 增大；（D）Q 减小，E 减小，We 减小。 9.平行板电容器充电后仍与电源连接，若将极板间距拉大，则极板上的电量Q、电场强度E和电场能量We 将作如下变化 [ D ] 10. 长为l，半径分别为a、b(ab)的同轴导体圆柱面之间充有电容率为? 的电介质，使内导体带 电，外导体带 电，电容器中储存电场总能量为? （A） ?（B） ?（C） ?（D） [ C ] 1. 半径为R，2R 同心金属球壳同心放置，两球之间填有的介质εr= 2，已知 外球壳带静电荷q0 ，内球接地， 计算 （1）内球上带电量； （2）外球电势； （3）系统的电容。 求： 解（1）设内球带电为q ， 则内球壳的电势为 由高斯定理可求得电场分布为 得内球壳的带电量 （2）外球壳电势 （3）因内球接地与无穷远电势相等，系统的电容可视为两个电容得并联，（外球壳经空气至无穷远的电容为C1，外球壳经介质至内球壳的电容为C2） 2、一长为L的圆柱形电容器由半径为a得内芯导线和半径为b的外部导体薄壳所组成。其间有电容率为ε的电介质。试求： (2)若把电容器接到电势差为U的电源上，将电介质从中拉出一部分,如图所示,要加多大的力。 (1)电容器的电容； 解: (1)设电