静电场中的导体和电介质二解答.ppt

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1、第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质（二）1.如图，如图，一长直导线横截面半径为一长直导线横截面半径为a，导线，导线外同轴地套一半径为外同轴地套一半径为b的薄圆筒，两者互相绝缘，并且外筒的薄圆筒，两者互相绝缘，并且外筒接地。设导线单位长度的电荷为接地。设导线单位长度的电荷为+l l，并设地的电势为零，并设地的电势为零，则两导体之间的则两导体之间的P点点(OP=r)的场强大小和电势分别为：的场强大小和电势分别为：(A)(B)(C)(D)一、选择题一、选择题旧版静电场中的导体旧版静电场中的导体 选择题选择题 5 5第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电

2、介质（二）2如图，在半径为如图，在半径为R、介电常量为、介电常量为e e1的各向同性、均的各向同性、均匀电介质球体的中心处有一电量为匀电介质球体的中心处有一电量为q的点电荷，球外空的点电荷，球外空间充满介电常量为间充满介电常量为e e2的各向同性、均匀电介质，则在距的各向同性、均匀电介质，则在距离点电荷离点电荷r(rR)处的场强和电势处的场强和电势(选选j j=0)为：为：，(A)(B)(C)(D)旧版静电场中的电介质（二）旧版静电场中的电介质（二）选择题选择题 1 1第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质（二）3 如图，如图，“无限大无限大”均匀带电平面均匀带电平面A

3、，其附近放一与，其附近放一与它平行的有一定厚度的它平行的有一定厚度的“无限大无限大”平面导体板平面导体板B已知已知A上的电荷面密度为上的电荷面密度为+s s，则在导体板，则在导体板B的两个表面的两个表面1和和2上的感生电荷面密度为：上的感生电荷面密度为：(A)s s1=-s s，s s2=+s s(B)s s1=-s s/2/2，s s2=+s s/2/2(C)s s1=-s s/2/2，s s2=-s s/2/2(D)s s1=-s s，s s2=0 0E=0旧版静电场中的电介质（二）旧版静电场中的电介质（二）选择题选择题 2 2第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质

4、（二）4三个电容器联接如图已知电容三个电容器联接如图已知电容C1=C2=C3，而，而C1、C2、C3的耐压值分别为的耐压值分别为100 V、200 V、300 V则此电容则此电容器组的耐压值为器组的耐压值为(A)500 V.(B)400 V.(C)300 V.(D)150 V.(E)600 V.旧版静电场中的电介质（二）旧版静电场中的电介质（二）选择题选择题 4 4第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质（二）二、填空题二、填空题 1一空气平行板电容器，电容为一空气平行板电容器，电容为C，两极板间距离为，两极板间距离为d充电后，两极板间相互作用力为充电后，两极板间相互作用

5、力为F则两极板间的则两极板间的电势差为电势差为_，极板上的电荷为，极板上的电荷为_dUS旧版静电场中的电介质（二）旧版静电场中的电介质（二）填空题填空题 1 1第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质（二）2.如图，把一块原来不带电的金属板如图，把一块原来不带电的金属板B，移近一块已，移近一块已带有正电荷带有正电荷Q的金属板的金属板A，平行放置设两板面积都是，平行放置设两板面积都是S，板间距离是，板间距离是d，忽略边缘效应当，忽略边缘效应当B板不接地时，两板板不接地时，两板间电势差间电势差UAB=_；B板接地时两板间电势差板接地时两板间电势差 UAB=_-+-旧版静电场中

6、的电介质（二）旧版静电场中的电介质（二）填空题填空题 2 2第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质（二）3.如图，两块很大的导体平板平行放置，面积都是如图，两块很大的导体平板平行放置，面积都是S,有一定厚度，带电荷分别为有一定厚度，带电荷分别为Q1和和Q2如不计边缘效应如不计边缘效应,则则A、B、C、D四个表面上的电荷面密度分别为四个表面上的电荷面密度分别为_、_、_、_12旧版静电场中的电介质（二）旧版静电场中的电介质（二）填空题填空题 3 3第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质（二）4如图，在三个完全相同的空气平行板电容器中，将如图，在三个

7、完全相同的空气平行板电容器中，将面积和厚度均相同的一块导体板和一块电介质板分别插面积和厚度均相同的一块导体板和一块电介质板分别插入其中的两个电容器比较三者电容值的大小，则入其中的两个电容器比较三者电容值的大小，则 _ 是电容最大的电容器；是电容最大的电容器；_是电容是电容最小的电容器最小的电容器 插导体板的插导体板的空气的空气的旧版静电场中的电介质（二）旧版静电场中的电介质（二）填空题填空题 4 4第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质（二）5真真空空中中，半半径径为为R1和和R2的的两两个个导导体体球球，相相距距很很远远，则则两两球球的的电电容容之之比比C1/C2=_

8、当当用用细细长长导导线将两球相连后，电容线将两球相连后，电容C=_.R1/R24pepe0(R1+R2)旧版静电场中的电介质（二）旧版静电场中的电介质（二）填空题填空题 5 5第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质（二）三、计算题三、计算题1.两根平行两根平行“无限长无限长”均匀带电直导线，相距为均匀带电直导线，相距为d，导线半径都是导线半径都是a（ad）导线上电荷线密度分别为）导线上电荷线密度分别为+l l和和-l l试求该导体组单位长度的电容试求该导体组单位长度的电容解解:xoadE旧版静电场中的电介质（二）旧版静电场中的电介质（二）计算题计算题 1 1第六章第六章

9、静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质（二）2.如图如图(a)，一空气平行板电容器，极板面积为，一空气平行板电容器，极板面积为S，两极，两极板之间距离为板之间距离为d将一厚度为将一厚度为d/2、面积为、面积为S、相对介电、相对介电常量为常量为e er的电介质板平行的插入电容器，忽略边缘效应，的电介质板平行的插入电容器，忽略边缘效应，试求：试求：(1)插入电介质板后的电容变为原来电容插入电介质板后的电容变为原来电容C0的多的多少倍？少倍？(2)如果平行插入的是与介质板厚度、面积均相如果平行插入的是与介质板厚度、面积均相同的金属板则又如何？同的金属板则又如何？(3)如果平行插入的是厚度

10、为如果平行插入的是厚度为t、面积为面积为S/2的介质板，位置如图的介质板，位置如图(b)所示，电容变为多少所示，电容变为多少？解解:1）C1C2第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质（二）2）C1C3C2 旧版静电场中的电介质（二）旧版静电场中的电介质（二）计算题计算题 5 53）(b)第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质（二）3.如图，一电容器由两个同轴圆筒组成，内筒半径为如图，一电容器由两个同轴圆筒组成，内筒半径为r1，外筒半径为，外筒半径为r2，筒长都是，筒长都是l，中间充满相对介电常量为，中间充满相对介电常量为e er的各向同性均匀电介

11、质内、外筒分别带有等量异号的各向同性均匀电介质内、外筒分别带有等量异号电荷电荷+q和和-q设设(r2-r1)r2，可以忽略边缘效，可以忽略边缘效应，求：应，求：(1)圆柱形电容器的电容；圆柱形电容器的电容；(2)电容器贮存的电容器贮存的能量能量取柱状高斯面，有取柱状高斯面，有(r2 r r1)解解:第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质（二）(r2 r r1)第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质（二）4.如图，一圆柱形电容器，外柱半径为如图，一圆柱形电容器，外柱半径为R1，内柱半径，内柱半径R2可适当调节，且内外圆可适当调节，且内外圆筒之间充满

12、各向同性的均匀电介质，相筒之间充满各向同性的均匀电介质，相对介电常量为对介电常量为e er，若电介质的击穿电场，若电介质的击穿电场强度大小为强度大小为E0试求，如何选择内柱半试求，如何选择内柱半径径R2，使，使(1)该电容器能够承受的电势该电容器能够承受的电势差最大，差最大，(2)单位长度电容器储存的能单位长度电容器储存的能量最大量最大(自然对数的底自然对数的底e=2.7183)+-+_(R1 r R2)解解:内柱表面处介质最先击穿内柱表面处介质最先击穿第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质（二）+-+_旧版静电场中的电介质（二）旧版静电场中的电介质（二）计算题计算题 3 3第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质（二）5.一个绝缘的肥皂泡，当其半径为一个绝缘的肥皂泡，当其半径为5cm时电势为时电势为100 V如果它收缩成半径为如果它收缩成半径为1mm的的液滴液滴液滴液滴，问其静电能变化了，问其静电能变化了多少？多少？解：解：Q设肥皂泡带电量为设肥皂泡带电量为Q，由高斯定理有，由高斯定理有R1=5cm肥皂泡的静电能肥皂泡的静电能第六章第六章静电场中的导体和电介质（二）静电场中的导体和电介质（二）Q对于液滴，由高斯定理对于液滴，由高斯定理