靜電場中導體與電介質(zhì)答案

2靜電2、D注釋：導體空腔內(nèi)有帶電體時，當導體達到靜電平時，內(nèi)表面會感生出等量的異號電荷，外表面會感生出等量的同號電荷，當導體接地后，外表面的感應電荷與大地的負電荷中和消失。點電在O點產(chǎn)生的電勢為

1

q4

0

a

，內(nèi)表面感應電荷在O點產(chǎn)生的電勢為

2

0

R

，O點的電勢等于二者只和。、B注：此題可認為是兩個面積相等、板間距不等的平行板電容器的并聯(lián)如圖所示。因此兩個電容器兩極板間的電壓是相等的，即

UEdE，12

，因

2d1

所以可得

。、B注：由靜電平衡條件，知金屬球殼內(nèi)電場強度處處為0靜電平衡時，球殼內(nèi)表面會感生出等量的異號電荷，外表面會感生出等量的同號電荷，則點電勢

0

r

Q44022、AD注：導體達到靜電衡時，導體是一個等勢體，表面的電荷密度與表面的曲率半徑反比，與曲率成正比。、注釋：導線連接兩導體球面，由靜電平衡條件可知電荷會均勻的布在半徑為R的體球面上，此2時兩球面連成一個導體，電勢相等。則外球面的電勢為R0、C注：去掉電源后，兩極板上電荷保持不變，插入電介質(zhì)后電容升高，由電容的定義式可知，兩極板電壓下降，由U可兩極板間的電場強度下降。、A注：此題認為是兩個完全一樣的平行板電容器并聯(lián)，其中一個中充有電介質(zhì)，因此兩個電容兩板間的電壓相等

U

C

左左

＝

C

右右

，因為

左

右

所以

左

Q

右

。、釋：去掉電源后，兩極板上電荷保持不變，所以E不，板間距變小則C增，由電容的定義式

QU

可知，減，由

W

C

可知電場的能量減小。、注：電容器串聯(lián)，斷開電源后，板上電荷保持不變。、釋：保持電源連接，所以前后C上電壓不變，所以電荷電量不變，而對于C由于電容增加U不21變，所以極板上電荷增加。、注：反接前兩電容器上帶電分別為Q同，反接后一部分電1荷中和，兩極板上剩余電荷為Q，兩電容器并聯(lián)后總電容F，11所以兩極板的電壓為

C

1200V/3

5r5r、

(Q)/(2)2

；

(Q))2

；

(Q)/(S)1

；

Q)/(2)2注釋：設四個面電荷面密度分別為：

,

D

，由靜電平衡條件，兩塊導體板中電場強度等于零，在兩導體中分別取一點場強均為零：

A0

B0

20

D20

；

A0

B0

0

D0

；且由題意SQ;(1

)SQD

，聯(lián)立四個方程，可得結(jié)果。、

()/(4)2注釋：由靜電平衡時電荷分布規(guī)律可知，導體球殼外表面帶有＋的電量，由此可得電荷面密度、9.1×C注釋：由導體表面附近的場強公式

，可得到地球表面的電荷密度，進而可得地球表面所帶的電荷總量。、注：導體達到靜電平衡時，是一個等勢體，所頂點處與中心處電勢相等。0、無極分子；電偶極子。注釋：略、注：略0r、；；釋保持電連接，則兩極板間電壓不變，插入電介質(zhì)，電容增加為原來，所以rrr1極板上電荷增加為原來的，由，以兩板間不，由W可能增為原來的2倍。r、；

0r

)注釋：略、場強不變,電勢差增大，減小。注釋：斷開電源極板上電荷不變，電場強度不變，增加兩板距離電容升高，電壓升高。解球內(nèi)表面出現(xiàn)負的感生電荷Q外面正的感生電荷Q按勢疊加原理(也可由高斯定理求場強，用場強的線積分計)為導體球的電勢球殼電勢

U1U2

Qbc4abc000040

Q

RO

a

c

b．解：（法一）設極板上分別帶電+q和q金屬片與A板離為d，B距離為d；12金屬片與板間場強為q/(；10金屬板與板間場強為)20/3

121206663121120r1r21金屬片內(nèi)部場強為則兩極板間的121206663121120r1r21

S由此得

UEEAB1qq(d)()0/(US/()0

td因值與、有，與、無，故金屬片的安放位置對電容值無影響．1（法二以認為是兩個平行板電容器的串聯(lián)左側(cè)電容器兩板距離為右電容器板距離為d；12SS則C，C，d111d由電容器的串聯(lián)2所以CS/(d)CCCS1、三電容器如圖聯(lián)接，其中C=×105×C13

×

6

F，當、間壓V時，試求：

A、B之的電容；當C被穿時，在電容C上的電荷和電壓各變?yōu)槎嗌伲?1

解：

C

)C13C12

3.16×FC上壓升到U=，電荷增加到1、

U×C一平行板電容器，其極板面積為，兩板間距離為d(<<

)，中間充有兩種各向同性的均勻電介質(zhì)，其界面與極板平行，相對介電常量分別，度分別和d，d＋＝d如圖所示．設r1r112兩極板上所帶電荷分別為Q和Q求：電器的電容．電器儲存的能量．

rr

解：(1)兩板間電移的大小為D＝/在介質(zhì)中的場強大小分別為E=/10r1

)=Q(0r

)E=/=Q/)2r0