第講靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)

1上講復(fù)習(xí):1.靜電感應(yīng)與靜電平衡條件。用場量描述：用場量描述：導(dǎo)體是等勢體導(dǎo)體表面是等勢面（2）導(dǎo)體表面（1）2.導(dǎo)體上電荷的分布(1)靜電平衡導(dǎo)體的內(nèi)部處處不帶電(2)靜電平衡導(dǎo)體表面附近的電場強度與導(dǎo)體表面電荷的關(guān)系(3)處于靜電平衡的孤立帶電導(dǎo)體電荷分布(4)靜電屏蔽不接地空腔屏外場，接地空腔屏內(nèi)場和屏外場．23.電容器的電容(1)平行板電容器(2)球形電容器(3)柱形電容器4、電容器的并聯(lián)和串聯(lián)5.電介質(zhì)對電場的影響3內(nèi)容簡介9.4電介質(zhì)的高斯定理電位移矢量9.5電場能量

★三、電極化強度四、極化電荷與自由電荷的關(guān)系4二.電介質(zhì)的極化束縛電荷無極分子有極分子

+

-無外場時（熱運動）整體對外不顯電性(無極分子電介質(zhì))(有極分子電介質(zhì))5-------+++++++有外場時(分子)

位移極化(分子)

取向極化束縛電荷

′束縛電荷

′

無極分子電介質(zhì)

有極分子電介質(zhì)

′61、引入用單位體積中分子的電偶極矩的矢量和來表示電介質(zhì)的極化程度2、電極化強度的定義單位體積中分子的電偶極矩的矢量和叫作電介質(zhì)的電極化強度。3、關(guān)于電極化強度的說明電極化強度用來表征電介質(zhì)極化程度的物理量；單位：C.m-2，與電荷面密度的單位相同；若電介質(zhì)的電極化強度大小和方向相同，稱為均勻極化；否則，稱為非均勻極化。三、電極化強度74、電極化強度和極化電荷面密度的關(guān)系在電介質(zhì)中取一長為d、面積為ΔS的柱體，柱體兩底面的極化電荷面密度分別為-σ'和+σ'，這樣柱體內(nèi)所有分子的電偶極矩的矢量和的大小為電極化強度的大小為平板電容器中的均勻電介質(zhì)，其電極化強度的大小等于極化產(chǎn)生的極化電荷面密度。l+σ0-σ0-σ'+σ'P8四、極化電荷與自由電荷的關(guān)系1、電介質(zhì)中的電場強度+σ0-σ0-σ'+σ'E0EE’2、極化電荷與自由電荷的關(guān)系9c稱為電介質(zhì)的電極化率,在各向同性線性電介質(zhì)中它是一個純數(shù)。3、電極化強度與電場強度的關(guān)系109-4電位移有電介質(zhì)時的高斯定理一、有電介質(zhì)時的高斯定理+σ0-σ0-σ'+σ'PDE設(shè)極板上的自由電荷的面密度為s0電介質(zhì)表面上極化電荷面密度為s‘端面的面積為S11令電位移矢量電位移通量在靜電場中，通過任意一個閉合曲面的電位移矢量通量等于該面所包圍的自由電荷的代數(shù)和，這就是有介質(zhì)時的高斯定理。二、電位移矢量和電場強度的關(guān)系關(guān)于電位移矢量的說明電位移矢量是輔助量，電場強度才是基本量；描述電場性質(zhì)的物理量是電場強度和電勢；在電介質(zhì)中，環(huán)路定理仍然成立，靜電場是保守場。只與自由電荷有關(guān)12例平行板電容器，其中充有兩種均勻電介質(zhì)。求(1)各電介質(zhì)層中的電位移(2)極板間電勢差和電容解做一個圓柱形高斯面同理，做一個圓柱形高斯面13?

各電介質(zhì)層中的場強不同?相當(dāng)于電容器的串聯(lián)142、帶電Q的均勻帶電導(dǎo)體球外有一同心的均勻電介質(zhì)球殼(er及各半徑如圖)，求(1)電介質(zhì)內(nèi)外的電場；(2)導(dǎo)體球的電勢；(3)電介質(zhì)表面的束縛電荷。解：(1)場強分布求D：取高斯面如圖由經(jīng)對稱性分析erPPS2S1R1R215erPPS2S1R1R2同理求E：同理16（2）求導(dǎo)體球的電勢(3)電介質(zhì)表面的束縛電荷求P：erPPS2S1R1R217求σ、q：外表面erPPS2S1R1R2內(nèi)表面18AB9.5電場能量

以平行板電容器為例，來計算電場能量。

+設(shè)在時間t內(nèi)，從B板向A板遷移了電荷在將dq從B板遷移到A板需作功極板上電量從0—Q作的總功為19忽略邊緣效應(yīng)，對平行板電容器有能量密度不均勻電場中（適用于