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电场的能量_图文_百度文库

作者:cp彩票更新时间:2020-07-27 00:09点击次数:字号:T|T

  电场的能量。 1、电容器中的能量 a b K ? C R 我们再来看一看电容器的充电过程。 K + + - 电容器的充电过程就是由电源不断地将正电荷从 电容器的负极板搬运到正极板的过程。这一过程电源

  1、电容器中的能量 a b K ? C R 我们再来看一看电容器的充电过程。 K + + - 电容器的充电过程就是由电源不断地将正电荷从 电容器的负极板搬运到正极板的过程。这一过程电源 所消耗的能量就转化为电容器内所储存的电场能量。 K u + 合上开关向电容器充电到电势差 为u、电量为q时,再将dq的电 荷从负极板搬运到正极板 - q dq q Q 1 1 2 W ? ? dq ? ? QU ? CU 2C 2 2 0C q dW ? udq ? dq c 2 Q 即当电容器被充电到电量为Q、电势差为U时, 所储存的能量为Q2/2C。 这是计算电容器充电后所储存的电场能量的 基本公式。 2、电场能量 ?Q ?Q 1 W ? CU 2 ? 2 1 1 2 2 ? ? 0? r E ( Sd )? ? 0? r E V 2 2 1 ? 0? r S 2 ( )( Ed ) 2 d ?r d S 电场存在的空间体积 电场能量体密度——电场中单位体积所储存的 能量它描述了电场中能量分布状况 1 2 W ? ? 0? r E V 2 电场存在的空间体积 ?Q ?Q W 1 1 2 w ? ? ? 0? r E ? DE V 2 2 1 W ? ? dW ? ? ? 0? r E 2 dV V V ?r d S 2 电场能量体密度——描述电场中能量分布状况 例题、求平板电容器所储存的电场能量。 如图所示,两块带等量异号电荷的金属板平行放置 组合而成的平板电容器,求所储存的电场能量。 ?q ?q S ?r ? E S A d B 例、一空气平板电容器的极板面积为S,间距为d, 用电源充电后两极板带电量分别为+Q和-Q,断开 电源后,将两极板距离拉开为2d, 求: (1)外力克服两极板相互吸引力所作的功。 (2)两极板间的相互吸引力。 ?Q ?Q F ?0 d S F 例、一空气平板电容器的极板面积为S,间距为d, 用电源充电后两极板之间的电势差为U,保持与电源 的连接,将两极板距离由d拉开为2d,求该平板电 容器储存的电场能量的改变量。 U F ?0 d S F 例题、一真空平行板电容器,充电后,断开电 源,拉大两极板间的距离,则电容器的电容将 变小 ,两极板间的电场强度将????? 不变 ,两板间 ????? 变大 ,电容器的电量将??????? 不变 , 的电势差将????? 电容器储存的电场能量将?????????? ;若充电 变大 后,保持与电源连接,拉大两极板间的距离, 变小 ,两极板间的电场强 则电容器的电容将????? 变小 ,两板间的电势差将??????? 不变 ,电容 度将????? 变小 ,电容器所储存的电场能 器的电量将???????? 变小。 量将???? (填“变大”、“变小”或者“不变”) 例、一空气平板电容器的极板面积为S,间距为d, 今将一厚度为t、面积也为S的铜板平行地插入电容 器内。用电源充电到电容器的带电量为Q时,求: (1)计算此时电容器中的电场能量; (2)断开电源,再将该铜板从电容器中抽出,外 界需要做多少功。 d t 例、一空气平板电容器的极板面积为S,间距为d, 用电源充电到电容器两极板之间的电势差为U时, 保持与电源的连接,将一厚度为t、面积也为S的铜 板平行地插入电容器内,求该电容器储存的电场能 量的改变量。 d t 例、一空气平行板电容器的极板面积为S,间距为d, 充电后,正负极板的带电量分别为?Q,求: (1)此时电容器中的电场能量; (2)如果断开电源,再将相对介电常数为?r的均匀 电介质板插入从电容器中,求此时电容中的电场能 量。 d S ?r S 例、一空气平行板电容器的极板面积为S,间距为d, 充电后,正负极板之间的电势差为U,如果保持与 电源的连接,再将一相对介电常数为?r的均匀电介 质板平行插入该电容器,求该电容器中储存的电场 能量的改变量。 d S ?r S 例:一真空平板电容器充电后切断电源, 然后充入均匀电介质,则该电容器的电容 变大 ,电量将_____ 不变 ,两板间的电势差 将____ 变小 ,所储存的电场能量将变_____ 变小 ; 将_____ 如果充电后保持与电源连接,再充入均匀 变大 ,电 电介质,则电容器的电容将变_____ 变大 ,两板间的电势差将_____ 量将_____ 不变 ,所 变大 。 储存的电场能量将变_____ (填“变大”、“变小”或“不变”) 例: 计算球形电容器储存的能量,已知RA、RB、 ? q, ? r 。 dr ?q ? q RA RB r 例: 计算圆柱形电容器储存的能量,已知RA、RB、??,?r 。 ?r RA RB r L dr +? -? 例:计算均匀带电球面的静电场能量。已 知球面半径为R、带电量为q。 dr R q r 例:计算均匀带电球体的静电场能量。已知球 体半径为R、带电量为q。 R q dr r

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