+
1 C6
=
41.0+
1 4.0
Cb =2.0mF
CAB = Ca + Cb =2.86mF
Q5 =Q6 = CbUAB = 2.0×10-6×200
=4.0×10-4(C)
Q2 =Q4 = Q13 =CaUAB= 0.86×10-6×200
=1.72×10-4(C)
结束 目录
Q1=
C1 C1 + C3
结束 目录
解：
(1)
P = (er
1)
D
er
=
(5-1)
1 5
= 0.8(C/m2)
(2) ΣP =PΔV = 0.8×0.1= 0.08(C.m)
结束 目录
9-17 一扁平的电介质板er =5垂直放在
一均匀电场里，如果电介质表面上的极化
电荷面密度为σ´=0.5C／m2，求：
（1）电介质里的电极化强度和电位移； （2）介质板外的电位移； （3）介质板里和板外的场强。
4pe0
r2 2
结束 目录
9-7 点电荷q =4.0×10-10C，处在导体球 壳的中心，壳的内外半径分别为R1=2.0cm 和R2=3.0cm ，求：
（1）导体球壳的电势； （2）离球心r =1.0cm处的电势； （3）把点电荷移开球心1.0cm后导体 球壳的电势。
结束 目录
解：(1)
UR2=
1 2 34
结束 目录
解：设两个板四个面的电荷面密度分别为
s1, s2, s3, s4,
σ σ σ σ q1
1
2
q2
3
4
.a
.b
E 3 E2 E4
E1 E 4 E 1 E 2 E3
静电平衡时，导体内部任意一点的场强为零
ε ε ε ε σ σ σ σ ∴
a点：
1
2o
2
2o
3
2o
2
4=0
o
ε ε ε ε b点：
目录
9-12 两个半径相同的金属球，其中一 个是实心的，另一个是空心的，电容是否相 同?如果把地球看作半径为6400km的球形 导体，试计算其电容。
结束 目录
解：两导体的电容相同
地球的电容为：
C地
=
4pe0
R
=
600×102 9.0×109
=7.1×10-4(F)
结束 目录
9-13 如图所示，证明A、B间的总电容等 于C2的条件是C2=0.618C1。
(2)
U2= U12 =
C1C2 +3 C3UAB
=
5 5+15
× 100
=25(V)
Q2= C2U2 =5.0×10-6×25 =1.25×10-4(C)
结束 目录
(3) U3= UAB =100(V) Q3= C3U3 =5.0×10-6×100 =5.0×10-4(C)
结束 目录
9-15 如图，C1=C2=C4=2.0mF， C3=C5=C6=4.0mF 。
. 2σe 0qm
=
4e 0md
σq
结束 目录
9-2 有一块很大的带电金属板及一小球，
已知小球的质量为m =1.0×10-3g，带有电
荷量q =2.0×10-8C，小球悬挂在一丝线的
下端，平衡时悬线与金属板面间的夹角为
300，如图所示。试计算带电金属板上的电
荷面密度σ 。
+σ +σ
q
m
结束 目录
解：
σ2 1o+
σ2
2o
σ +
2
3
o
σ
2
4
o
=
0
结束 目录
σ1 σ2 σ3
ε2 o ε2 o ε2 o
ε ε ε σ σ σ 2 1o+
2
2
o
+
2
3
o
σ 1S +σ 2S = q 1 σ 3S +σ 4S =q 2
εσ
2
4
o
=
0
εσ
2
4
o
=
0
解得：
σ
1
=σ
4
=
q 1+q 2 2S
σ
2
=
σ
3
=
q
1 q2 2S
UA UB = UA UC
EAB dAB = EAC dAC
EAB
=
q1
e0S
EAC
=
q2
e0S
2mm 4mm
q1 q2
=
EAB EAC
=
dAC dAB
=
1 2
q1= 1.0×10-7(C)
q2= 2.0×10-7(C)
C AB q1 q2 -q1 -q2
qB= -q1= -1.0×10-7(C)
qC= -q2= -2.0×10-7(C)
q1 =R1 4pe0 U1
q2 R2
= 5.0×10-2
2700 9.0×109
= 1.0×10-8(C)
8.0×10-9 8.0×10-2
结束 目录
两球接触后，内球电荷q1全部移至外球 壳，两球为等势体。
U
=
q1 +q2
4pe0R2
=
2.03×103(V)
ΔU内 = 2.7×103 2.03×103
外球的电势为： U2´ = 0
(3)设内球电量为q1,内球电势为零
U1
=
q1
4pe0
r1
q
+ 4pe0 r2
=0
U外
=
q1 q
4pe0 r2
q1
=
r1 r2
q
结束 目录
U外
=
q1 q
4pe0 r2
外球的电势改变为：
ΔU = U外
U2
=
r1q
4pe0
r2 2
=
(r1 2r2 ) q
4pe0
r2 2
2r2q
= 6.7×102(V) ΔU外 =0 外球电势不变。
结束 目录
9-9 半径为R1=1.0cm的导体球，带有电荷 q1=1.0×10-10C,球外有一个内、外半径分别 为R2=3.0cm 、 R3=4.0cm的同心导体球壳， 壳上带有电荷Q =11×10-10C,试计算：
（1）两球的电势U1和U2； （2）用导线把球和壳联接在一起后U1和 V2分别是多少？ （3）若外球接地，U1和U2为多少？
σ2
2e0
S
σ=
2e0mg
S
使金属板离开的条件为：
σ>
2e0mg
S
结束 目录
9-5 在一无限大接地导体平板附近有一 点电荷q，它离板面的距离为 d。求导体表
面上各点的感应电荷面密度σ 。
q
dq
结束 目录
解：因为导体是一等势面。可以设想若在 左侧对称位置上放置一带电量为-q的点电荷， 那么由这两个点电荷所形成的电场在板上仍 然为一等势面，即用-q去代替板上的感应电 荷，所产生的场是是一样的。
（1）求A、B 间的电容； （2）如A、B 间的电压为200V，求每块 板上的电荷量；
（3）求出每一电容器中贮藏的能量。
A C3
C2
C1 C3 B
C3 C3
结束 目录
解：
1 Ca
=
1 C2
+
1 C13
+
1 C4
=
1 2.0
+
1 6.0
+
21.0 =
7.0 6.0
Ca =0.86mF
1 Cb
=
1 C5
面元外侧场强为：E
σ
= e0
内侧场强：
E 内 =0
ΔS
σ
面元外侧场强可视为面元ΔS在外侧所产
生的场强和导体其余部分电荷所产生的场
强E1之和，即：E = E1 + EΔS 面元ΔS还将在内侧所产生场强 EΔ´ S
且
EΔ´S = EΔS
结束 目录
在静电平衡时，内侧的合场强（导体内 部）应为零。
E内 = E1 + EΔ´ S = E1 EΔS =0
T cosq =mg
T
sinq
=
qE
=
σ
2e 0
q
mg
tgq
=
σ
2e 0
q
σσ
q
σ=2e
0 mg q
tgq
=5.0×10-9(C/m2)
T F
mg
结束 目录
9-3 证明在静电平衡时，导体表面某面 元ΔS所受的静电力为:
σ2
F = 2e0ΔS en
结束 目录
证：在导体表面取面元 ΔS
面元上电荷面密度为：σ
=2.7×102(V)
结束 目录
(2)联接后
U1´=
U2´=
q1 +Q
4pe0 R3
=2.7×102(V)
(3)外球接地
U2´´=0 内球电势
U1´´=
1
4pe0
q1 q1 R1 R2
=60(V)
结束 目录
9-10 两块无限大带电平板导体如图排列， 证明在（1）相向的两面上（图中的2和3）， 其电荷面密度总是大小相等而符号相反； （2）背向的两面上（图中的1和4），其电 荷面密度总是大小相等且符号相同。
q
4pe0 R2
=
9.0×109×
4.0×10-10 3.0×10-2
=120(V)