物理-下第九章、靜電場

2、極化強(qiáng)度與極化規(guī)律

無論是無極分子電介質(zhì)還是有極分子電介質(zhì)，極化之后，其體內(nèi)ρ=0（各向同性的均勻電介質(zhì)）,每一個(gè)分子pi≠0,整體，其宏觀表現(xiàn)都一樣

σ/≠0

。⑴極化強(qiáng)度

描述電介質(zhì)極化強(qiáng)弱的物理量，反映了電介質(zhì)內(nèi)分子電偶極矩排列的有序程度。⑵極化規(guī)律⑶極化強(qiáng)度與極化電荷的關(guān)系

均勻介質(zhì)極化時(shí)，其表面上某點(diǎn)的極化電荷面密度，等于該處電極化強(qiáng)度在外法線上的分量。極化電荷

在電場中，穿過任意閉合曲面的極化強(qiáng)度通量等于該閉合曲面內(nèi)極化電荷總量的負(fù)值。表面極化電荷三、電介質(zhì)對(duì)電場的影響應(yīng)針對(duì)具體問題才能得出具體結(jié)果例：求無限大均勻帶電的正負(fù)極板間各向同性均勻電介質(zhì)內(nèi)部的場強(qiáng)電介質(zhì)中的電場

E＝E0

＋

E

/

E0→電介質(zhì)→極化→σ/→E

/→E0

＋

E

/

＝E→空間的場強(qiáng)分布發(fā)生改變

四、電位移矢量與介質(zhì)中的高斯定理1、電位移矢量2、介質(zhì)中的高斯定理3、各向同性均勻電介質(zhì)中場強(qiáng)與電位移的關(guān)系電位移矢量真空中介質(zhì)中通過任意閉合曲面的電位移通量，等于該閉合曲面所包圍的自由電荷的代數(shù)和。線線電位移線大小:方向:切線例

設(shè)一帶電量為的點(diǎn)電荷周圍充滿介電常數(shù)為的均勻介質(zhì)，求場強(qiáng)分布．

根據(jù)介質(zhì)中的高斯定理解例題分析例如圖所示，求：⑴介質(zhì)層內(nèi)外的場強(qiáng)分布⑵介質(zhì)層內(nèi)外的電勢(shì)分布⑶金屬球的電勢(shì)解：⑴取半徑為r

的高斯面S，用介質(zhì)中的高斯定理求場強(qiáng)分布⑵根據(jù)電勢(shì)的定義求電勢(shì)分布⑶金屬球上各點(diǎn)電勢(shì)相同，金屬球?yàn)橐坏葎?shì)體例：如圖所示，已知兩平板電極A、B之間充滿厚度分別為d1、d2的均勻電介質(zhì)εr1、εr2，求兩極板之間的電勢(shì)差。解：1、利用介質(zhì)中的高斯定理求D

選取高斯面如圖，電位移D對(duì)該高斯面的通量3、根據(jù)電勢(shì)差的定義計(jì)算電勢(shì)差2、利用場強(qiáng)與電位移的關(guān)系求場強(qiáng)上節(jié)回顧一、電介質(zhì)及其分類二、電介質(zhì)的極化三、電介質(zhì)對(duì)電場的影響四、電位移矢量與介質(zhì)中的高斯定理⑴極化強(qiáng)度⑵極化規(guī)律⑶極化強(qiáng)度與極化電荷的關(guān)系E0→電介質(zhì)→極化→σ/→E

/→E0

＋

E

/

＝E→空間的場強(qiáng)分布發(fā)生改變靜電場與電介質(zhì)的相互作用§9－6靜電場的能量一、電容與電容器二、電容器的儲(chǔ)能三、靜電場的能量例題分析一、電容與電容器1、孤立導(dǎo)體的電容

它反映了導(dǎo)體容納電荷的能力，其意義是導(dǎo)體的電勢(shì)每升高一個(gè)伏特所需的電量。例：求孤立導(dǎo)體球的電容孤立導(dǎo)體:周圍沒有其它導(dǎo)體和帶電物體的導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：地球半徑2、電容器的電容

電容器是指利用靜電屏蔽原理制作的、不受其它物體影響的、用于電路中儲(chǔ)存電荷或者電場能量的某種導(dǎo)體組合。3、電容器電容的計(jì)算⑴平板電容器的電容電容器的電容A、B間場強(qiáng)分布電勢(shì)差電容⑵球形電容器的電容⑶圓柱型電容器的電容真空電容器充滿某種電介質(zhì)后，其電容通常會(huì)增加介電常數(shù)（電介質(zhì)的電容率）平行板電容器相對(duì)介電常數(shù)(電介質(zhì)的相對(duì)電容率)同心球型電容器同軸圓柱型電容器4、電介質(zhì)對(duì)電容的影響5、電容器的并聯(lián)和串聯(lián)⑴并聯(lián)電容⑵串聯(lián)電容二、電容器的儲(chǔ)能電容器的充放電過程任一時(shí)刻終了時(shí)刻外力作功轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的電勢(shì)能：

，，三、靜電場的能量

該結(jié)果表明：靜電場的能量存儲(chǔ)在靜電場分布的空間例1、平行無限長直導(dǎo)線

已知:a、d、d>>a

求:單位長度導(dǎo)線間的C解:設(shè)則場強(qiáng)分布導(dǎo)線間電勢(shì)差電容例題分析：場強(qiáng)分布電勢(shì)差電容例2.平行板電容器。已知d1、r1、d2、r2、S

求:電容C解:設(shè)兩板帶電設(shè)q場強(qiáng)分布電勢(shì)差例3.平行板電容器