兩個同軸的圓柱面，長度均為l，半徑分別為R₁和R₂（R₂＞R₁），且l>>R₂-R₁，兩柱面之間充有介電常數(shù)ε的均勻電介質(zhì)。當兩圓柱面分別帶等量異號電荷Q和-Q時，求： 
（1）在半徑r處（R₁＜r＜R₂＝，厚度為d_r，長為l的圓柱薄殼中任一點的電場能量密度和整個薄殼中的電場能量；
（2）電介質(zhì)中的總電場能量； 
（3）圓柱形電容器的電容。

如圖所示，在平行板電容器的一半容積內(nèi)充入相對介電常數(shù)為ε_r的電介質(zhì)。試求：在有電介質(zhì)部分和無電介質(zhì)部分極板上自由電荷面密度的比值。