静电场中的电介质.pptx

《静电场中的电介质.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《静电场中的电介质.pptx（14页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、FF无极分子的极化是由于分子中的正负电荷中心在外电场无极分子的极化是由于分子中的正负电荷中心在外电场作用下发作用下发生相对位移生相对位移的结果的结果-位移极化位移极化诱导电偶极矩诱导电偶极矩二、电介质的极化1.1.无极分子的极化无极分子的极化诱导电矩诱导电矩p pe e方向与方向与E E0 0的方向大致一样的方向大致一样极化电荷极化电荷外电场外电场E E0 0越强，诱导电偶极矩越强，诱导电偶极矩p pe e越大越大束缚电束缚电荷荷击穿！电介质处于外电场电介质处于外电场E E0 0中时电荷重中时电荷重新分布的现象新分布的现象第1页/共14页FF有极分子的极化是由于分子偶极子在外电场的作用下发生有

2、极分子的极化是由于分子偶极子在外电场的作用下发生转向转向的结果的结果-转向极化2.2.有极分子的极化有极分子的极化 束缚束缚 电荷电荷 极化极化 电荷电荷力矩力矩外电场外电场E E0 0越强，分子电矩越强，分子电矩p pe e的转向排列也越整齐的转向排列也越整齐击穿！第2页/共14页F在外电场的作用下，使电介质表面上出现电荷在外电场的作用下，使电介质表面上出现电荷电介质的极化电介质的极化在介质表面出现的电荷是束缚电荷（极化电荷），且外在介质表面出现的电荷是束缚电荷（极化电荷），且外电场越强，电介质表面出现束缚电荷越多电场越强，电介质表面出现束缚电荷越多极化（束缚）电荷也会激发电场，使电场的分布

3、发生变化极化（束缚）电荷也会激发电场，使电场的分布发生变化第3页/共14页FF以两块靠得很近的带电金属板为例以两块靠得很近的带电金属板为例三、电介质中静电场的电场强度介质中某点的场强，是由外电场和极化电荷的电场叠加而成介质中某点的场强，是由外电场和极化电荷的电场叠加而成-自由电荷的场强自由电荷的场强-束缚电荷的场强束缚电荷的场强-介质中的合场强介质中的合场强第4页/共14页电极化率电极化率 是与电介质有关的常数是与电介质有关的常数实验发现，在各向同性电介质中实验发现，在各向同性电介质中-相对介电常量相对介电常量令令介质中的合场强介质中的合场强E E相对介电常量相对介电常量 r r 是一个只与介

4、质本身是一个只与介质本身性质有关的无量纲的量性质有关的无量纲的量第5页/共14页-极化电荷的电场将自由电荷的电场部分抵消的缘故极化电荷的电场将自由电荷的电场部分抵消的缘故电介质中的合场强电介质中的合场强讨论：电介质中的静电场的场强减弱了电介质中的静电场的场强减弱了!第6页/共14页四、有电介质时的静电场的两个基本定理1.1.有电介质时的环路定理有电介质时的环路定理仍成立仍成立E E是由自由电荷和极化电荷共同产生的是由自由电荷和极化电荷共同产生的束缚电荷的电场的性质与自由电荷电场一样束缚电荷的电场的性质与自由电荷电场一样 保守场保守场2.2.有电介质时的高斯定理有电介质时的高斯定理在电介质电场中

5、任作一闭合曲面在电介质电场中任作一闭合曲面S S，高斯定理仍成立，高斯定理仍成立 式中的式中的 q q 为闭合曲面内一切正、负电荷的代数和为闭合曲面内一切正、负电荷的代数和 （亦即自由电荷（亦即自由电荷q q0 0、极化电荷、极化电荷q q）有源场有源场第7页/共14页&在静电场中，通过任意闭合曲面的电位移通量，等于在静电场中，通过任意闭合曲面的电位移通量，等于该高斯面内所包围的自由电荷的代数和该高斯面内所包围的自由电荷的代数和-电位移矢量电位移矢量自由电荷自由电荷-有电介质时的有电介质时的高斯定理高斯定理或或 的的高斯定理高斯定理电位移通量电位移通量令令第8页/共14页（2 2）电位移通量）

6、电位移通量只与闭合曲面所包围的只与闭合曲面所包围的自由电荷自由电荷有关，但有关，但 D D(E E)本身与本身与自由电荷自由电荷和和极化电荷极化电荷都有关都有关（1 1）是一个辅助物理量，没有明显的物理意义，但有是一个辅助物理量，没有明显的物理意义，但有介质时，计算介质时，计算 通量比计算通量比计算 通量简便通量简便讨论：-介质的介电常量第9页/共14页五、利用电介质中的高斯定理求场强的一般步骤F分析电场所具有的对称性质分析电场所具有的对称性质F巧作高斯面巧作高斯面，即选择适当形状的闭合曲面为高斯面，即选择适当形状的闭合曲面为高斯面F计算通过高斯面的电位移通量计算通过高斯面的电位移通量F计算高

7、斯面内所包围的自由电荷的代数和计算高斯面内所包围的自由电荷的代数和F由电介质中的高斯定理求出电位移由电介质中的高斯定理求出电位移 D DF由电位移由电位移 D D 求出场强求出场强 E E第10页/共14页 例例1 1 半径为半径为R R1 1，电荷，电荷QQA A的导体球的导体球A A，球外套一个半径为，球外套一个半径为R R3 3电电荷荷QQB B的同心导体薄球壳的同心导体薄球壳B B。A A、B B中间充满相对介电常量分别中间充满相对介电常量分别为为 r1r1和和 r2r2的两层各向同性均匀电介质，它们的分界面为一半的两层各向同性均匀电介质，它们的分界面为一半径为径为R R2 2的同心球面。试求：的同心球面。试求：(1)(1)电场强度分布；电场强度分布；(2)(2)A A、B B间的电势差；间的电势差；(3)(3)球球A A的电势。的电势。R1R2R3or1r2解解：以球心以球心OO为原点，以为原点，以r r为半径为半径作一球形高斯面作一球形高斯面r r第11页/共14页则，空间中的电场强度分别为：则，空间中的电场强度分别为：R1R2R3or1r2r r第12页/共14页求求U UABAB，取无限远处为零电势点，取无限远处为零电势点R1R2R3or1r2r r求求U UA A第13页/共14页感谢您的观看！第14页/共14页