理论教育 静电场中的导体与电介质

静电场中的导体与电介质

时间:2023-11-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:6-1半径为R1和R2的两个同轴金属圆筒,其间充满着相对介电常数为εr的均匀电介质。6-13如右图所示,一圆柱形电容器由两个同轴圆筒组成,内筒半径为a,外筒半径为b,筒长都是L,中间充满相对介电常数为εr的各向同性的均匀电介质。

静电场中的导体与电介质

6-1 半径为R1和R2的两个同轴金属圆筒,其间充满着相对介电常数为εr的均匀电介质。设两圆筒上单位长度带有的电荷分别为+λ和-λ,则电介质中离轴线的距离为r处的电位移的大小D=__________________,电场强度的大小E=__________________。

6-2 一均匀带电球体,半径为R,球体内介电常数为ε1,球体外介电常数为ε2,且ε1>ε2,下列选项中E-r和D-r曲线正确的是( )。

6-3 如下图所示,一半径为R1,带电量为Q0的金属球,外面紧包一层各向同性线性电介质球壳,电介质球壳的外半径为R2,相对介电常数为εr。 求:(1)空间电场强度分布;(2)金属球的电势

6-4 半径为R1的无限长均匀带电圆柱体,介电常数为ε,电荷体密度为ρ,外罩半径为R2的均匀带电同轴圆柱壳体,单位长度上的电荷量为λ,如右图所示,图中点a、b、c到轴线的距离分别为ra、rb、rc。求:(1)点a、b、c的电场强度;(2)点b的电势;(3)圆柱体表面与圆柱壳体之间的电势差。

6-5 两平行板电容器,C1=8μF,C2=2μF,分别把它们充电到1 000 V,然后将它们反接,如右图所示,此时两极板间的电势差为 ( )。

A)0 V B)200 V

C)600 V D)1 000 V

6-7 一平行板电容器,充电后切断电源,然后使两极板间充满相对介电常数为εr的各向同性的均匀电介质,此时两极板间的电场强度是原来的____________________,电场能量是原来的____________________。

6-8 一球形电容器,内球壳半径为R1,外球壳半径为R2,两球壳间充满相对介电常数为εr的各向同性的均匀电介质,设两球壳间的电势差为U12,求:(1)电容器的电容;(2)电容器的储能。(www.daowen.com)

6-9 如下图所示,一平行板电容器,两极板面积均为S,板间距离为d,在两极板间平行地插入面积也是S、厚度为t的金属片,试求:(1)电容C等于多少;(2)金属片在两极板间的安放位置对电容有无影响。

6-10 如下图所示,用力F把电容器的电介质板拉出,在图(a)和图(b)的两种情况下,电容器的储能将( )。

A)都增加 B)都减少

C)(a)增加,(b)减少 D)(a)减少,(b)增加

6-11 两个电容器的电容比C1∶C2=1∶2,把它们串联起来接电源充电,它们的电场能量之比W1∶W2=____________________;如果是并联起来接电源充电,则它们的电场能量之比W1∶W2=____________________。

6-12 一平行板电容器,两极板分别带+Q和-Q电荷,则两极板间的相互作用力F与极板所带电荷量Q的关系为____________________。

6-13 如右图所示,一圆柱形电容器由两个同轴圆筒组成,内筒半径为a,外筒半径为b,筒长都是L,中间充满相对介电常数为εr的各向同性的均匀电介质。内、外筒分别带有等量异号电荷+Q和-Q。设(b-a)≪a,L≫b, 可以忽略边缘效应,求:(1)圆柱形电容器的电容;(2)圆柱形电容器的储能。

6-14 如下图所示,一导体球电荷量为q,半径为R,球外有两种均匀电介质,一种电介质εr1=5.0,厚度为d;另一种为空气εr2=1.0,充满其余空间。求:(1)距离球心O为r处的场强E和电位移D;(2)离球心O为r处的电势V;(3)画出D(r)、E(r)、V(r)的曲线。

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