介質(zhì)靜電場ppt課件-資料下載頁
2025-01-14 06:11本頁面
【正文】 高斯閉合面S2 ，如圖中左邊虛線所示，這一閉合面內(nèi)的自由電荷等于正極板上的電荷，按有電介質(zhì)時的高斯定理，得 S2 ?SSDSDS＝11????再利用 222111 , EDED???? ?? ＝＝可求得 0111 ?????rE ??0222 ?????rE ??方向都是由左指向右。 21 DD ＝51 ???????? ?????????? ???221122112211 ?????ddSqdddEdEVVBA ＝－2211??ddSVVqCBA ???－q=?S 是每一極板上的電荷，這個電容器的電容為 可見電容電介質(zhì)的放置次序無關(guān)。上述結(jié)果可以推廣到兩極板間有任意多層電介質(zhì)的情況（每一層的厚度可以不同，但其相互疊合的兩表面必須都和電容器兩極板的表面相平行）。 解 : 正、負兩極板 A、 B 間的電勢差為 2）電容器的電容 52 另解 : 21111CCC??111 dSC ??222 dSC ??將該電容器等價為兩個電容器的串聯(lián) 2211??ddSC??53 k a b 現(xiàn)象：燈泡會出一次強閃光。 應(yīng)用：照相機上的閃光燈。 分析：能量轉(zhuǎn)換 充電： 電容器從電源獲得能量。 放電：閃光燈從 電容器獲得能量。 進一步得分析 ： 電容器如何從電源獲得能量； 能量分布在何處 。 167。 135 靜電場能量 電場能量密度 54 設(shè)某時刻，極板上所帶電量為 q， 板間電壓U=q /C， 移動 dq電量，外力克服電場力所作的功 qUA dd ?? qCq d?Qq ?0 ：?? Q qCqA 0 d CQ221?QUCU 2121 2 ??C dq –q +q 將正電荷由負極遷移到正極過程中電源反抗電場力作功 分布在電場所在空間中，根本上說是電場的能量 55 2121 20 EDEre ?? ??? ???仍以平行板電容器為例 d d/0 EUSC r ?? ??d2121 202 SECUW r???? VEr 2021 ???能量密度 VWe ??電場能量 ?? v e VW d?dVdWe ??56 例 : 求半徑為 R 帶電量為 Q 的均勻帶電球的靜電能 。 )(4 30RrRQrE ?? ，??)(4 1 30RrrQrE ?? ，????????????? ?? rrRQrdVEW R d44221 220 30020 ?????解： 計算定域在電場中的能量 rrrQR d442 22200 ???? ? ?????????RQ02203???334 RQ?? ?57 例 :平行板空氣電容器每極板的面積 S= 3 102m2 ， 板極間的距離 d = 3 103m 。 今以厚度為 d’ = 1 103m的銅板平行地插入電容器內(nèi) 。 （ 1） 計算此時電容器的電容； （ 2）銅板離板極的距離對上述結(jié)果是否有影響 ？（ 3） 使電容器充電到兩極板的電勢差為300V后與電源斷開 ， 再把銅板從電容器中抽出 ， 外界需作功多少功 ？ dSC 0??解： （ 1）銅板未插入前的電容為 d1 d2 d d? C1 C2 +? A ?? B 設(shè)平行板電容器兩板極上帶有電荷 177。 q, 銅板平行的兩表面上將分別產(chǎn)生感應(yīng)電荷，面密度也為 177。 ? ， 如圖所示，此時空氣中場強不變，銅板中場強為零。兩極板 A、 B的電勢差為 ? ?ddEdEdEVVU BA ???? 02022 ＝＋－00 ???E58 ddSVVqCBA ????? 0?－所以銅板插入后的電容 C’ 為 答 : 由上式可見 ， C? 的值與 d1和 d2無關(guān) （ d1增大時 ， d2減小 。 d1+ d2=dd? 不變 ） ， 所以銅板離極板的距離不影響 C? 的值 d1 d2 d d? C1 C2 +? A ?? B ? ? ? ?SddqddEdEdEVVU BA002022????????＝＋－00 ???E（ 2）銅板離板極的距離對上述結(jié)果是否有影響？ 59 解： （ 3） 銅板未抽出時 ， 電容器被充電到 U=300V， 此時所帶電荷量 Q=C’ U， 電容器中所儲靜電能為 能量的增量 WW’ 應(yīng)等于外力所需作的功 ， 即 CQW 221?當電容器與電源切斷后再抽出銅板 ， 電容器所儲的靜電能增為 1221CQW???（ 3）使電容器充電到兩極板的電勢差為 300V后與電源斷開，再把銅板從電容器中抽出，外界需作功多少功？ ? ? 22002222112 ddUdSSdQCCQWWWA???????????????? ＝＝－－＝＝代入已知數(shù)據(jù) ， 可算得 6???A60 例 :圓柱型電容器如圖所示。求 : (1)帶電量為 Q時，兩極板間的總能量；（ 2）電容器電容。 解： R1 r R2 內(nèi) rlQEr12 0 ?? ???2021 Ere ??? ? 22022 18 rlQr?? ????? v e VW d? l R2 R1 ?r rrlV d2d ?? ?0 r ?? v e VW d? ? ?? 21d4 02RR r rrlQ??? 1202ln4 RRlQr????CQW 221 ??120/ln2 RRlC r?????求電容的另一種方法
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