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1、18-5 18-5 电场的能量电场的能量第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理18.5.1 带电系统的能量带电系统的能量 把一个带电体系带电Q的过程设想为不断地把dq从无穷远处搬移到带电体上的过程外力克服电场力做功：电势差118-5 18-5 电场的能量电场的能量第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理导体的带电过程是导体周围电场建立过程，电场建立的过程其实也是电场能量的储存过程。218-5 18-5 电场的能量电场的能量第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理18.5.2平行板电容器（平行
2、板电容器（Q,U）的电能）的电能+ + + + + + + + +- - - - - - - - -+318-5 18-5 电场的能量电场的能量第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理18.5.3 18.5.3 静电场的能量静电场的能量 能量密度能量密度电场空间所存储的能量电场空间所存储的能量 电场能量密度电场能量密度418-5 18-5 电场的能量电场的能量第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理例例1 真空中一半径为真空中一半径为R，带电荷量为，带电荷量为Q 的均匀球体的的均匀球体的静电场能。静电场能。解：解：球内场强：球
3、内场强：RQ球外场强：球外场强：518-5 18-5 电场的能量电场的能量第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理例例2 2 如图所示如图所示, ,球形电容器的内、外半径分别为球形电容器的内、外半径分别为 和和 ，所带电荷为，所带电荷为 若在两球壳间充介电常数若在两球壳间充介电常数 的电介质，问此电容器贮存的电场能量为多少？的电介质，问此电容器贮存的电场能量为多少？解解618-5 18-5 电场的能量电场的能量第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理（球形电容器电容）（球形电容器电容）讨讨 论论（1）（2）（孤立导体球贮存的能
4、量）（孤立导体球贮存的能量）718-5 18-5 电场的能量电场的能量第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理例例3 空气平行板电容器，面积为空气平行板电容器，面积为S，间距为间距为d。现在现在把一块厚度为把一块厚度为t的铜板插入其中。（的铜板插入其中。（1）计算电容器）计算电容器的电容改变量；（的电容改变量；（2）电容器充电）电容器充电Q后断开电源，再后断开电源，再抽出铜板需做多少功？抽出铜板需做多少功？解：解：插入前：插入前：插入后：插入后：dt818-5 18-5 电场的能量电场的能量第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理
5、物理 一空气平行板电容器，电容为一空气平行板电容器，电容为C，与电压为，与电压为U 的电源相连的电源相连接，如图所示。若保持电容器与电源连接，接，如图所示。若保持电容器与电源连接， 把两极板间距把两极板间距增大至增大至 n 倍。倍。外力所作的功。外力所作的功。求求 例例解解拉开两极板的过程，电容器电拉开两极板的过程，电容器电容的变化为容的变化为电场能量的变化为电场能量的变化为 电场能量增加电场能量增加+ + + + + + + + +dnd- - - - - - - - - - - - - - - - -918-5 18-5 电场的能量电场的能量第第18章章 静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质大学大学物理物理拉开两极板的过程，电容器极拉开两极板的过程，电容器极板上电量的变化为板上电量的变化为电源所作的功为电源所作的功为 外力所作的功为外力所作的功为10
