導(dǎo)體與電介質(zhì)學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1導(dǎo)體導(dǎo)體(dot)與電介質(zhì)與電介質(zhì)第一頁，共9頁。任何導(dǎo)體，只要它們帶電量不變，則其電位是不變的。任何導(dǎo)體，只要它們帶電量不變，則其電位是不變的。 （ ）一導(dǎo)體的電位為零，則該導(dǎo)體不帶電。一導(dǎo)體的電位為零，則該導(dǎo)體不帶電。 （ ）接地導(dǎo)體都不帶電。（接地導(dǎo)體都不帶電。（ ）第1頁/共9頁第二頁，共9頁。2.3.2. 2.3.2. 靜電場中的電介質(zhì)靜電場中的電介質(zhì) 電介質(zhì)在外電場電介質(zhì)在外電場E E作用下發(fā)生極化作用下發(fā)生極化(j hu)(j hu)，形成有向排列的電偶，形成有向排列的電偶極矩；極矩； 電介質(zhì)內(nèi)部和表面產(chǎn)生極化電介質(zhì)內(nèi)部和表面產(chǎn)生極化(j hu)(j hu)電荷；電荷；

2、極化極化(j hu)(j hu)電荷與自由電荷都是產(chǎn)生電場的源。電荷與自由電荷都是產(chǎn)生電場的源。（a a） 極化前的介質(zhì)分極化前的介質(zhì)分子子 dEext（b b） 極化后形成電偶極極化后形成電偶極子子第2頁/共9頁第三頁，共9頁。用極化用極化(j hu)(j hu)強度強度P P 表示電介質(zhì)的極化表示電介質(zhì)的極化(j hu)(j hu)程程度，即度，即VVeqeqVddlim0ppPC/m2電偶極矩體密度電偶極矩體密度(md)(md) 式中式中 為體積元為體積元 內(nèi)電偶極矩的矢量和，內(nèi)電偶極矩的矢量和，P 的方向從的方向從負極化電荷指向正極化電荷。負極化電荷指向正極化電荷。 Veqeqpp第3

3、頁/共9頁第四頁，共9頁。zyxoS P (r)V ne0r dVeqPdrPVeq)d(drPp體積元體積元 的等效元電矩為的等效元電矩為 VdRRRR112e上式利用了上式利用了矢量關(guān)系矢量關(guān)系VVRd1)(41)(0rPrp 一個一個(y (y )電偶極子產(chǎn)生的電電偶極子產(chǎn)生的電位位204rrpep2.3.3. 2.3.3. 極化介質(zhì)的附加電場極化介質(zhì)的附加電場(din (din chng)chng)效應(yīng)效應(yīng)RVVRRRReq14)d(d4)(4)(d)(d02020rPerPerprp則則 zyxr roR = r - - rdVS P (r)V ne)(drpeqPd0P第4頁/共9

4、頁第五頁，共9頁。RRR)()(1)(rPrPrP利用矢量利用矢量(shling)(shling)恒等恒等式作變換式作變換sVnVVVRsRVRVRd)(41d)(41d)(d)(41)(000rPerPrPrPrpVVRd1)(41)(0rPrp定義極化電荷體密度定義極化電荷體密度(md)(md)和面密和面密度度(md)(md)分別為分別為)(rPpnperP)(SpVpSVd)(41d)(41)(00rrrrrrrp第5頁/共9頁第六頁，共9頁。SpVpppSVd)(41d)(41 )(3030rrrrrrrrrrrESpVpSVd)(41d)(41)(00rrrrrrrp 這就是電介質(zhì)極

5、化后，由面極化電荷這就是電介質(zhì)極化后，由面極化電荷 和體極化電荷和體極化電荷 共同作用在共同作用在真空真空 中產(chǎn)生的電位。中產(chǎn)生的電位。p0P第6頁/共9頁第七頁，共9頁。 根據(jù)電荷根據(jù)電荷(dinh)(dinh)守恒原理，這兩部分極化電荷守恒原理，這兩部分極化電荷(dinh)(dinh)的總和的總和0dSdVVSnePP0)()(41)(VSpfpfdSdVrrrrr 有電介質(zhì)存在的場域中，任一點的電位有電介質(zhì)存在的場域中，任一點的電位(din wi)(din wi)及電場強度表示為及電場強度表示為330) )() )(41)(VSpfpfdSdVrrrrrrrrrEpfEEE空間空間(kngjin)(kngjin)任一點的電場任一點的電場為合成場，即為合成場，即0E靜電場恒為無旋場靜電場恒為無旋場第7頁/共9頁第八頁，共9頁。均勻均勻：媒質(zhì)參數(shù)不隨空間坐標：媒質(zhì)參數(shù)不隨空間坐標（x , y, z）而變化。而變化。 實驗結(jié)果表明，在各向同性、線性、均勻介質(zhì)中極化實驗結(jié)果表明，在各向同性、線性、均勻介質(zhì)中極化(j hu)(j hu)強度強度P P 與該點的電場強度與該點的電場強度E E 成正比，即成正比，即EP0e各向同性各向同性：媒質(zhì)的特性不隨電場的方向而改變：媒質(zhì)的特性不隨電場的方向而改變, ,反之稱為反之稱為 各向異性；各向異性； 線性線