w=(房-片)+mgh一h)· (7) 根据热力学第一定律，有 △Q=△U+W. (8) 由以上各式及已知数据可求得 △0=r+h. kik2 (9) 四、 1.根据题意，当导体球与导体球壳间的电压为U时，在距球心r(R1<r<R)处， 电场强度的大小为 RiR2 U E= R-RF· (1) 在P=R1,即导体球表面处，电场强度最大.以E(R)表示此场强，有 E(R1)= R2U (2) (R2-R1)RI 因为根据题意，E(R1)的最大值不得超过Ek,R2为已知，故(2)式可写为 R2U Ex=(R2-Ri)R (3) 或 U=Ex (R2-R)RI (4) R2 由此可知，选择适当的R1值，使(R2一R1)R1最大，就可使绝缘子的耐压U为最大.不 难看出，当 R鱼 2 (5) 时，U便是绝缘子能承受的电压的最大值U.由(4)，(5)两式得 U=FiRe 4 (6) 代入有关数据，得 M=155kV. (7) 当交流电压的峰值等于从时，绝缘介质即被击穿.这时，对应的交流电压的有效值 - Uk 110kV. (8) 2.系统的等效电路如图所示 ⊙10 W = 1 2 k ( h 2 2－h2 1 ) + mg (h2－h1 ) ． （7） 根据热力学第一定律，有 △Q =△U + W ． （8） 由以上各式及已知数据可求得 △Q = k1k2 k1 + k2 H2 + 5 4 mgH ． （9） 四、 1．根据题意，当导体球与导体球壳间的电压为 U 时，在距球心 r（R1＜ r ＜R2）处， 电场强度的大小为 E = R1R2 R2－R1 U r2 ． （1） 在 r = R1 ，即导体球表面处，电场强度最大．以 E（R1）表示此场强，有 E ( R1) = R2U (R2－R1) R1 ． （2） 因为根据题意，E（R1）的最大值不得超过 Ek ，R2为已知，故（2）式可写为 Ek = R2U (R2－R1) R1 （3） 或 U = Ek (R2－R1) R1 R2 ． （4） 由此可知，选择适当的 R1值，使(R2－R1) R1最大，就可使绝缘子的耐压 U 为最大．不 难看出，当 R1 = R2 2 （5） 时，U 便是绝缘子能承受的电压的最大值 Uk ．由（4），（5）两式得 Uk = EkR2 4 ， （6） 代入有关数据，得 Uk = 155 kV ． （7） 当交流电压的峰值等于 Uk时，绝缘介质即被击穿．这时，对应的交流电压的有效值 Ue = Uk 2 110 kV ． （8） 2．系统的等效电路如图所示．