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圆柱形电容器是由半径为R1的导线和与它同轴的导体圆筒构成,圆筒半径为R2,长为L。设导线沿轴线单位长度上的电荷为Q,圆筒上单位长度上的电荷为-Q,忽略边缘效应(即看成是无限长的圆柱筒)。求电容器的电容。
参考答案和解析
(1)设电荷线密度为λ,作半径为r(R 1 <r<R 2 )的同轴圆柱形高斯面,应用介质中的高斯定理得2πrlD=lλ 已知条件是V而不是λ,但与λ之间有关系。设V是内极板与外极板电势之差,即当V>0时,内极板电势高, 将E的表达式与V的表达式进行比较,消去λ, 写成矢量式(r 0 为沿半径向外的单位矢量) 当V>0时,E的方向背离轴线;当V<0时,层的方向指向轴线。 (2)极化电荷面密度σ=P·n 极化强度 矢量式 在R 1 的界面处,n与r 0 反向, 在R 2 的界面处,n与r 0 同向,由于圆柱形电容器上的电荷分布具有轴对称性,所以可应用高斯定理求解。 但应注意题目所给的已知条件是两极板间的电势差,而不是极板所给电量,所以电场强度的表达式不能表示。由题目的计算可知,在V>0时,电介质内表面的极化电荷为负,外表面的极化电荷为正。在任一段上,两表面极化电荷的代数和为零。这是因为电解质原是电中性的。
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考题
应用安培环路定律对半径为R的无限长载流圆柱导体的磁场计算,计算结果应为:
A.在其外部,即r>R处的磁场与载同等电流的长直导线的磁场相同
B. r>R处任一点的磁场强度大于载流长直导线在该点的磁场强度
C. r>R处任一点的磁场强度小于载流长直导线在该点的磁场强度
D.在其内部,即r
考题
一圆柱形电容器,外导体的内半径为2cm,其间介质的击穿场强为200kV/cm,若其内导体的半径可以自由选择,则电容器能承受的最大电压为( )。 A. 284kV
B. 159kV
C. 252kV
D. 147kV
考题
一同轴电缆长L=2m,其内导体半径R1=1cm,外导体内半径为R2=6cm,导体间绝缘材料的电阻率ρ=1×109Ω·m。当内外导体间电压为500V时,绝缘层中漏电流为( )。
A.3.51μA
B.7.02μF
C.1.76mA
D.8.86mA
考题
长度为1m,内外导体半径分别为R1=5cm,R2=10cm的圆柱形电容器中间的非理想电解质的电导率为
该圆柱形电容器的漏电导G为( )。A.4.35×10-9S
B.9.70×10-9S
C.4.53×10-9S
D.9.06×10-9S
考题
一无限长直圆筒,半径为R,表面带有一层均匀电荷,面密度为σ,在外力矩的作用下,这圆筒从t=0时刻开始以匀角加速度α绕轴转动.在t时刻圆筒内离轴为r处的磁感应强度B为( )。A.0
B.μ0σRαt
C.μ0σ×(R/r)αt
D.μ0σ×(r/R)αt
考题
均匀带电长直导线半径为1cm,线电荷密度为λ,其外部套有半径为2cm的导体圈筒,两者同轴。它们之间的电势差等于:()A、(λ/4πε)ln2B、(λ/2πε)ln3C、(λ/4πε)ln(1/2)D、(λ/2πε)ln2
考题
半径分别为r1=1.0cm 和r2=2.0cm 的两个球形导体,各带电量q=1.0×10-8C,两球心相距很远,若用细导线将两球连接起来,并设无限远处为电势零点,则两球分别带电Q1=(),Q2=(), 两球的电势U1=(),U2=()。
考题
半径为R1、R2的同心球面上,分别均匀带电q1和q2,其中R2为外球面半径,q2为外球面所带电荷量,设两球面的电势差为ΔU,则()A、ΔU随q1的增加而增加B、ΔU随q2的增加而增加C、ΔU不随q1的增减而改变D、ΔU不随q2的增减而改变
考题
半径为R1和R2的两个同轴金属圆筒,其间充满着相对介电常量为εr的均匀介质。设两筒上单位长度带有的电荷分别为+λ脚-λ,则介质中离轴线的距离为r处的电位移矢量的大小D=(),电场强度的大小E=()。
考题
一载有电流I的细导线分别均匀密绕在半径为R和r的长直圆筒上形成两个螺线管(R=2r),两螺线管单位长度上的匝数相等。两螺线管中的磁感应强度大小BR和Br应满足()A、BR=2BrB、BR=BrC、2BR=BrD、BR=4Br
考题
单选题应用安培环路定律φHdl=∑I,对半径为R的无限长载流圆柱导体的磁场经计算可知()A
在其外部,即rR处的磁场与载同等电流的长直导线的磁场相同B
rR处任一点的磁场强度大于载流长直导线在该点的磁场强度C
rR处任一点的磁场强度小于载流长直导线在该点的磁场强度D
在其内部,即r
考题
单选题均匀带电长直导线半径为1cm,线电荷密度为λ,其外部套有半径为2cm的导体圈筒,两者同轴。它们之间的电势差等于:()A
(λ/4πε)ln2B
(λ/2πε)ln3C
(λ/4πε)ln(1/2)D
(λ/2πε)ln2
考题
单选题一个电容器所带的电荷量为q,它的两极板间的电压为U,则该电容器的电容C=()。A
1/UB
q/UC
U/qD
1/q
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