静电场往年试题

11.一平行板电容器充电后，将其中一半空间充以各向同性、均匀电介质，如图所示。则图中Ⅰ、Ⅱ两部份的电场强度_____________；两部份的电位移矢量_____________；两部份所对应的极板上的自由电荷面密度______________。答案:填相等、不相等,不相等。2一半径为R、长度为L的均匀带电圆柱面，总电量为Q。试求端面处轴线上P点的电势。解:以左端面处为坐标原点,X轴沿轴线向右为正.在任意处x取dx的圆环,其上电量:LQdxdqⅠⅡQPRL2RRLLLQLRxxLkQRxdqkUL22002222ln40)ln(3（本题3分）已知某静电场的电势函数U=6x–6x2y–7y2（SI）。由场强与电势梯度的关系式可得点（2，3，0）处的电场强度E_i_j___)(sik。答案:(66,66,0)4、（本题3分）半径为r的导体球与半径为R的薄导体球壳，（R﹥r），同心装置。球壳上有一小孔，用细导线穿过小孔（绝缘）将导体球接地，设细导线的唯一作用是使导体球接地，小孔的影响忽略不计，已知球壳上带电量q，则导体球上的电量q=_______。RrO3答案:－rq/R5.（本题10分）一个圆柱形电容器，内圆柱半径为R1，外圆柱半径为R2，长为L（LR2—R1），两圆筒间充有两层相对介电常数分别为εr1和εr2的各向同性均匀电介质，其界面半径为R，设内、外圆筒单位长度上带电量（即电荷线密度）分别为λ和—λ，求：（1）电容器的电容,（2）电容器储存的能量。解：（1）根据有介质时的高斯定理可得两筒之间的电位移的大小为D=λ/（2πr）介质中的场强大小分别为E1=D/（ε0εr1）=λ/（2πε0εr1r）E2=D/（ε0εr2）=λ/（2πε0εr2r）两筒间电势差RRRRrrrrRRRRrdErdEU12210211222112)]/ln()/ln([4电容)/ln()/ln(22112210RRRRLUQCrrrr（2）电场能量2102112224)/ln()/ln((2rrrrRRRRLCQW6．一空气平行板电容器，两极板面积均为S，板间距离为d（d远小于极板线度），在两极板间平行地插入一面积也是S，厚度为t（﹤d）的金属片。则电容C等于_________________。答案:C=ε0S/(d-t)7．A、B为两个电容值都等于C的电容器，已知A带电量为Q，B带电量为2Q。现将A、B并联后，系统电场能量的增量△W=_________________。SSStd5答案:-Q2/(4C)8.（本题5分）51071、2是两个完全相同的空气电容器，将其充电后与电源断开，再将一块各向同性均匀电介质板插入电容器1的两极板间，则电容器2的电压2U,电场能量2W将如何变化？2U，2W。答案:减小,减小9．一个充有各向同性均匀介质的平行板电容器，充电到1000V后与电源断开，然后电介质从极板间抽出，此时板间电势差升高到3000V。则此介质的相对介电常数为____________。答案:3610.一“无限大”均匀带电平面A，其附近放一与它平行的有一定厚度的“无限大”平面导体板B，如图所示。已知A上的电荷兰面密度为+σ，则在导体板B的两个表面1和2上的感应电荷面密度为______。答案:σ1=-σ/2;σ2=+σ/211．一空气电容器充电后切断电源，电容器储能W0。若此时灌入相对介电常数为εr的煤油，电容器储能变为W0的_____________倍。如果灌煤油时电容器一直与电源相连接，则电容器储能将是W0的____倍。答案:1/εr;εrAB+σσ1σ2712．一个带电量q、半径为R的金属球壳，壳内是真空，壳外是介电常数为ε的无限大各向同性均匀电介质，则此球壳的电势U=_________答案:q/4πεR