第三章静电场中的电介质.pptVIP

例题：带电Q的均匀带电导体球外有一同心的均匀电介质球壳(er及各半径如图)，求(1)电介质内外的电场；(2)导体球的电势；(3)电介质表面的极化电荷。解：(1)场强分布求D：取高斯面如图由erPPS1S2R1R2*第30页，共46页，星期日，2025年，2月5日erPPS1S2R1R2（2）求导体球的电势*第31页，共46页，星期日，2025年，2月5日(3)电介质表面的极化电荷求P：erPPS1S2R1R2*第32页，共46页，星期日，2025年，2月5日此题所给系统也可看作三层均匀带电球面。由均匀带电球面内、外的场强结果，用场强叠加原理可得：介质内q?内的场强抵消了Q的部分场强。介质外q′内、q′外的场强相互抵消。erPPS1S2R1R2*第33页，共46页，星期日，2025年，2月5日**第三章静电场中的电介质*第1页，共46页，星期日，2025年，2月5日微观值和宏观值的区别:微观值：它是指该量在介质中各微观点的值，有剧烈起伏宏观值：是微观值在物理无限小体积中的平均值，是一个平均效果。物理无限小:宏观看来很小，微观看来足够大（包含大量的分子和原子）电介质的概念：电介质也叫绝缘体；不允许电荷通过的物体。电介质的种类：气态：空气、氮气、氦气等。??液态：油、纯水、漆等。??固态（非晶体和晶体）：玻璃、橡胶、陶瓷等。真空中的静电场规律是否适用于介质中的静电场？方法：把原子核整体及核外电子分别看作点电荷.§3.1概述*第2页，共46页，星期日，2025年，2月5日如图所示，在充电后脱离电源的平行板电容器里插入了厚度为t的金属板。求（1）电容量C=?（2）金属板与极板的远近对电容量C有无影响？+Q-QC0U0真空电容器+Q-QCU有电介质时实验3.2偶极子*第3页，共46页，星期日，2025年，2月5日电介质结构：中性分子构成，“晶胞”电中性：分子中所有电荷的代数和为零。束缚电荷：电介质中的带电粒子不能发生宏观位移，这些带电粒子称为束缚电荷。然而这些带电粒子在外场作用下有微观位移，从而产生附加场，从而改变总场。电介质的“重心模型”：分子中所有正电荷和所有负电荷分别集中在两个几何点上，这两个几何点分别叫做正、负电荷的“重心”。（前提条件：场点与分子的距离远大于分子的线度）+偶极子：两个相距很近等值异号的点电荷的组成。3.2偶极子*第4页，共46页，星期日，2025年，2月5日(1)P只与偶极子所带的电量q和它们之间的距离有关(2)在电场一定时，力偶距T只由P决定(3)力偶距T力图使P转到与E一致的方向上电偶极子在均匀电场中受到的力偶矩的大小为讨论3.2偶极子*第5页，共46页，星期日，2025年，2月5日电偶极子在延长线上和中垂面上一点产生的电场强度。解：OxP令：电偶极矩舍去二级小量3.2偶极子*第6页，共46页，星期日，2025年，2月5日Pr（2）模型比较：无限大平面----------点电荷--------q(标量)-----场具有球对称性偶极子--------p(矢量)-----场具有轴对称性（1）E与p成正比，与r的三次方成反比。空间任意一点还与有关。3.2偶极子*第7页，共46页，星期日，2025年，2月5日3.2偶极子*第8页，共46页，星期日，2025年，2月5日1、电介质的分类无极分子——电介质分子在无电场时的正、负电荷中心重合。偶极矩等于零。有极分子——电介质分子在无电场时正、负电荷之中心不重合。偶极矩不等于零。§3.3电介质的极化*第9页，共46页，星期日，2025年，2月5日(2)有极分子的取向极化无序有序。2、电介质极化的分类(1)无极分子的位移极化§3.3电介质的极化*第10页，共46页，星期日，2025年，2月5日三、极化强度1、定义：单位体积内分子电偶极矩的矢量和。定量描写电介质极化程度的物理量。(宏观量)极化实质：不论哪一类电介质，极化意味着小体元内分子偶极矩矢量和从零变为非零。2、极化强度与总电场的关系总场强的单位：各向同性电介质中:§3.3电介质的极化*第11页，共46页，星期日，2025年，2月5