大學(xué)物理第13章靜電場中的導(dǎo)體與電介質(zhì)(存儲版)
【正文】 是電場的能量。 Q時，電容器的電場能量為 ? ?SdQCQW21212242 ???? ???將 ?1的介質(zhì)板抽去后，電容器的能量為 ? ?SdQW202024 ???? ???外力作功等于電勢能增加，即 ???????? ???????102 114 ??SdQWWWA+ Q Q d ? 1 ? 2 19 11. 如圖所示，將兩極板間距離為 d的平行板電容器垂直地插入到密度為 r、相對介電常量為 ?r的液體電介質(zhì)中．如維持兩極板之間的電勢差 U不變，試求液體上升的高度 h． Hd h解：設(shè)極板寬度為 L，液體未上升時的電容為 C0 = ?0HL / d 液體上升到 h高度時的電容為 ? ?dhLdLhHCr??? 00 ??? ? ? 011 CHhr ?????? ??? ?在 U不變下，液體上升后極板上增加的電荷為 ? ? dh L UUCCUQ r /100 ????? ??電源作功 ? ? dh L UQUAr /1 20 ??? ? ??20 11. 如圖所示，將兩極板間距離為 d的平行板電容器垂直地插入到密度為 r、相對介電常量為 ?r的液體電介質(zhì)中．如維持兩極板之間的電勢差 U不變，試求液體上升的高度 h． Hd h解： 在 U不變下，液體上升后極板上增加的電荷為 ? ? dh L UUCCUQ r /100 ????? ??電源作功 ? ? dh L UQUA r /1 20 ??? ? ??液體上升后增加的電能 2021 2121 UCCUW ??? ? ? dhL Ur /121 20 ?? ??液體上升后增加的重力勢能 22 21 gdhLW r??因 A = ?W1+?W2，可解出 ? ?220 1gdUh rr?? ??。 解： 介質(zhì)內(nèi)電場強度 16b mV1018 ????? EE電容耐壓 Um = kV，因而電容器極板間最小距離 4bm ???? EUd要制作電容為 ?F 的平板 電容器，其極板面積 20??rCdS??顯然，這么大的面積平鋪開來所占據(jù)的空間太大了，通常將平板電容器卷疊成筒狀后再封裝。 10 2. 一平行板電容器中充滿相對介電常量為 ?r的各向同性均勻電介質(zhì) ． 已知介質(zhì)表面極化電荷面密度為 177。 （ l）求球殼 B內(nèi)、外表面上所帶的電荷以及球 A和球殼 B的電勢 BA ?)(aAQ?1R3R 2RAAQBo 8 （ 2）將 球殼 B接地然后斷開，再把金屬球 A接地 ，求球 A和球殼 B內(nèi)、外表面上所帶的電荷以及球 A和球殼 B的電勢。 UqCUEQ????? ,?理論和實驗證明 0CC r?? C — 充滿介質(zhì)時電容 ?r — 相對介電常數(shù) (相對電容率） C0 — 真空中電容 平板電容器 0 r SC d???圓柱形電容器 02ln rBAlCRR?? ??球形電容器 04 r A BBARRCRR?? ???幾種常見電容器及其電容
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