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,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,第,6,章 静电场,电场的能量,一、电容器的能量,将,d,q,由,b,板移到,a,板，,外力,需作功,带电电容器的能量为,6-8,电场的能量,电场的能量,讨论,:,(1),并联可获得较大的电容,(2),串联时,等效电容比每一电容器的电容小,但电容器组的耐压能力提高,例,求如图的球形电容器的电容,解,：,设内外极板分别带电,Q,、,-,Q,由高斯定理得,R,3,R,2,R,1,r,1,r,2,(,R,2,r,R,3,),(,R,1,r,R,2,),R,3,R,2,R,1,r,1,r,2,R,3,R,2,R,1,r,1,r,2,另解：两电容的串联,代入,即可得,例,电容为,C,的空气平板电容器，两极板间距离为,d,，若在此电容器中插入一相对介电系数为,r,的纸片，这时电容器的电容变为,C,试证纸片厚度为,证,:,设极板面积为,S,得证,另证,同样可证,二、电场的能量,以平板介质电容器为例,单位体积的能量,(,电场能量密度,),为,6-8,电场的能量,讨论：,(1),(2),电场具有能量是电场物质性的一种表现,对,任意电场适用,6-8,电场的能量,例,9,真空中一个半径为,R,的薄球壳，其上带有均匀分布的电荷,Q,，求静电场的总能量,解：,电场分布在球壳的外部空间,6-8,电场的能量,静电场的总能量为,例,10,空气平板电容器的极板面积为,S,，极板间距为,d,，其中插入一块厚度为,d,的平行铜板。现在将电容器充电到电势差为,U,，切断电源后再将铜板抽出。试求抽出铜板时外力所作的功,外力的功等于抽出铜板前后该电容器电能的增量,解：,法,1,电容储存能量的观点,6-8,电场的能量,抽出铜板前的电容,极板上的电荷不变,6-8,电场的能量,抽出铜板后电容为,6-8,电场的能量,法,2,电场是能量携带者的观点,铜板抽出前后,:,不变,不变,
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