第12章 静电场中的导体和电介质
12-1一导体球半径为R1,外罩一半径为R2的同心薄导体球壳,外球壳所带总电荷为Q,。
12—2 如图所示,在一半径为R1=6。0cm的金属球A外面套有一个同心的金属球壳B。已知球壳B的内、外半径分别为R2=8。0cm,R3=10.×10-8C,球壳B带有总电荷QB=2.0×10-8C。求(1)球壳B内、外表面上所带的电荷以及球A和球壳B的电势;(2)将球壳B接地后断开,再把金属球A接地,求金属球A和球壳B内、外表面上所带的电荷以及球A和球壳B的电势.
12—3 如图所示,三块平行导体平板A,B,C的面积均为S,其中A板带电Q,B,C板不带电,A和B间相距为d1,A和C之间相距为d2,求(1)各导体板上的电荷分布和导体板间的电势差;(2)将B,C导体板分别接地,再求导体板上的电荷分布和导体板间的电势差。
12—4 如图所示,在真空中将半径为R的金属球接地,在与球O相距为r(r>R)处放置一点电荷q,不计接地导线上电荷的影响,求金属球表面上的感应电荷总量.
12-5 地球和电离层可当作一个球形电容器,它们之间相距约为100km,试估算地球电离层系统的电容,设地球与电离层之间为真空。
12—6 两线输电线的线径为,两线中心相距离,输电线位于地面上空很高处,因而大地影响可以忽略,求输电线单位长度的电容。
12—7 如图所示,由两块相距为0。50mm的薄金属板A,B构成的空气平板电容器,被屏蔽在一个金属盒K内,金属盒上,下两壁与A、B分别相距0。25mm,金属板面积为30×40mm2,求:
被屏蔽后的电容器电容变为原来的几倍;
若电容器的一个引脚不慎与金属屏蔽盒相碰,问此时的电容又为原来的几倍。
12-8如图所示,在点A和点B之间有五个电容器,其连接如图所示,(1)求A、B两点之间的等效电容;(2)若A、B之间的电势差为12V,求UAC,UCD和UDB。
12—9 盖革-米勒管可用来测量电离辐射,该管的
个电极,半径为R2的同轴圆柱筒为另一个电极,
它们之间充以相对电容器率≈1的气体。当电离子
通过气体时,能使其电离,若两极间有电势差时,极
间有电流,从而可测出电离粒子的数量。如以E1表示
半径为R1的长直导线附近的电场强度,(1)求两极间
电势差的关系式;(2)若E1=2.0×106V· m—1,
R1=0。30mm,R2=,两极间的电势差为多少?
12—10 一片二氧化钛晶片,其面积为2,厚度为,把平行平板电容器的两极板紧贴在晶片两侧。求:(1)电容器的电容;(2)电容器两极加上12V电压时,极板上的电荷为多少,此时自由电荷和极化电荷的面密度各为多少?(3)求电容器内的电场
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