電磁學(xué)-0321-2013

1、7-6 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體 1.1.導(dǎo)體的靜電平衡導(dǎo)體的靜電平衡 +感應(yīng)電荷感應(yīng)電荷1010-6-6 秒秒(1)(1)靜電感應(yīng)靜電感應(yīng)毫毫微微納納皮皮飛飛阿阿金原子在金原子在 (111)點(diǎn)陣平面上的分布點(diǎn)陣平面上的分布7-6 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體 金屬結(jié)構(gòu)金屬結(jié)構(gòu)7-6 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體 (2)(2)靜電平衡靜電平衡+0E靜電平衡狀態(tài)靜電平衡狀態(tài): :導(dǎo)體中沒有任何電荷作任何宏觀定向運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)導(dǎo)體中沒有任何電荷作任何宏觀定向運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)00EEE7-6 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體 靜電平衡必要條件靜電平衡必要條件: :導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)場(chǎng)

2、強(qiáng)為導(dǎo)體內(nèi)任一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為0 00E0E+0E+E0E0E感應(yīng)電場(chǎng)感應(yīng)電場(chǎng)7-6 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體 (3)(3)靜電平衡條件下的導(dǎo)體靜電平衡條件下的導(dǎo)體導(dǎo)體是等勢(shì)體，其表面是等勢(shì)面導(dǎo)體是等勢(shì)體，其表面是等勢(shì)面00EVE導(dǎo)體內(nèi)電勢(shì)的空間變化率等于0導(dǎo)體表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向?qū)w表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向, ,都與導(dǎo)體表面垂直都與導(dǎo)體表面垂直+ +nEEE若場(chǎng)強(qiáng)有沿表面的切線分量 ，電子會(huì)沿表面運(yùn)動(dòng)，破壞靜電平衡 E場(chǎng)強(qiáng) 必須垂直于導(dǎo)體表面7-6 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體 2.2.導(dǎo)體上的電荷分布導(dǎo)體上的電荷分布當(dāng)帶電導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)部處處沒有凈電荷存在，電荷

3、只能分布于導(dǎo)體的表面上。(1)(1)實(shí)心導(dǎo)體實(shí)心導(dǎo)體+S00d0qSEES0 q導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)電荷7-6 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體若內(nèi)表面帶電,則由環(huán)路定理00ddddlElElElE沿電場(chǎng)線導(dǎo)體內(nèi)沿電場(chǎng)線與場(chǎng)強(qiáng)環(huán)路定理矛盾內(nèi)表面不帶電電荷分布在外表面上，內(nèi)表面上無(wú)電荷(2)(2)空心導(dǎo)體空心導(dǎo)體S00diSqSE，+L+ +_7-6 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體qq2SqQ1S00d22iSqSE，qq內(nèi)qqq外表面有感應(yīng)電荷內(nèi)表面因靜電感應(yīng)出的時(shí)候，當(dāng)空腔內(nèi)有 +E0ESne (3)(3)導(dǎo)體表面電場(chǎng)強(qiáng)度與電荷面密度的關(guān)系導(dǎo)體表面電場(chǎng)強(qiáng)度與電荷面密度的關(guān)系7-6 7-6 靜

4、電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體 為表面電荷面密度為表面電荷面密度 neEorESSESEd000表面電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與表面電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與該表面電荷面密度成正比該表面電荷面密度成正比7-6 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體(4)(4)導(dǎo)體表面電荷分布導(dǎo)體表面電荷分布+0E導(dǎo)體表面電荷分布與導(dǎo)體形狀以及周圍環(huán)境有關(guān)導(dǎo)體表面電荷分布與導(dǎo)體形狀以及周圍環(huán)境有關(guān)曲率大曲率大, ,(面密度面密度)大大凹進(jìn)去的地方凹進(jìn)去的地方, ( (面密度面密度) )更小更小Q解解:兩個(gè)導(dǎo)體所組成的整體可看成是一個(gè)孤立導(dǎo)體系，在靜電平衡時(shí)有一定的電勢(shì)值。兩個(gè)導(dǎo)體所組成的整體可看成是一個(gè)孤立導(dǎo)體系，在靜電平衡時(shí)有一定的電勢(shì)

5、值。設(shè)這兩個(gè)球相距很遠(yuǎn)，使每個(gè)球面上的電荷分布在另一球所激發(fā)的電場(chǎng)可忽略不計(jì)。細(xì)設(shè)這兩個(gè)球相距很遠(yuǎn)，使每個(gè)球面上的電荷分布在另一球所激發(fā)的電場(chǎng)可忽略不計(jì)。細(xì)線的作用是使兩球保持等電勢(shì)。因此，每個(gè)球又可近似的看作為孤立導(dǎo)體，在兩球表面線的作用是使兩球保持等電勢(shì)。因此，每個(gè)球又可近似的看作為孤立導(dǎo)體，在兩球表面上的電荷分布各自都是均勻的。上的電荷分布各自都是均勻的。7-6 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體兩個(gè)半徑分別為兩個(gè)半徑分別為R和和r 的球形導(dǎo)體（的球形導(dǎo)體（Rr），用一根很長(zhǎng)的細(xì)導(dǎo)線連），用一根很長(zhǎng)的細(xì)導(dǎo)線連接起來(lái)（如圖），使這個(gè)導(dǎo)體組帶電，電勢(shì)為接起來(lái)（如圖），使這個(gè)導(dǎo)體組帶電，電勢(shì)

6、為V，求兩球表面電荷，求兩球表面電荷面密度與曲率的關(guān)系。面密度與曲率的關(guān)系。rqRQV004141 rRqQ 7-6 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體設(shè)大球所帶電荷量為設(shè)大球所帶電荷量為Q，小球所帶電荷量為，小球所帶電荷量為q，則兩球的電勢(shì)為，則兩球的電勢(shì)為可見大球所帶電量可見大球所帶電量Q比小球所帶電量比小球所帶電量q多。多。兩球的電荷密度分別為兩球的電荷密度分別為24,24rqRQrR p 可見電荷面密度和半徑成反比，即曲率半徑愈小（或可見電荷面密度和半徑成反比，即曲率半徑愈?。ɑ蚯视螅姾擅婷芏扔?。曲率愈大），電荷面密度愈大。7-6 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體例子例

7、子: :尖端放電尖端放電帶電導(dǎo)體尖端附近電場(chǎng)最強(qiáng)帶電導(dǎo)體尖端附近電場(chǎng)最強(qiáng) 帶電導(dǎo)體尖端附近的電場(chǎng)特帶電導(dǎo)體尖端附近的電場(chǎng)特別大，可使尖端附近的空氣發(fā)生別大，可使尖端附近的空氣發(fā)生電離（碰撞電離：電離（碰撞電離：impact impact ionizationionization）而成為導(dǎo)體產(chǎn)生放）而成為導(dǎo)體產(chǎn)生放電現(xiàn)象，即電現(xiàn)象，即尖端放電尖端放電 . .7-6 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體3.3.空腔導(dǎo)體內(nèi)外的靜電場(chǎng)（以靜電平衡為基礎(chǔ)進(jìn)行討論）空腔導(dǎo)體內(nèi)外的靜電場(chǎng)（以靜電平衡為基礎(chǔ)進(jìn)行討論）空腔內(nèi)表面上處處沒有電荷分布導(dǎo)體內(nèi)部及空腔內(nèi)的總場(chǎng)強(qiáng)等于0導(dǎo)體外的電場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體內(nèi)部的電場(chǎng)和電荷分

8、布沒有影響空腔導(dǎo)體外的靜電場(chǎng)：空腔導(dǎo)體外的靜電場(chǎng)： 空腔內(nèi)沒有帶電體空腔內(nèi)沒有帶電體空腔導(dǎo)體內(nèi)的靜電場(chǎng)空腔導(dǎo)體內(nèi)的靜電場(chǎng)：空腔內(nèi)有帶電體空腔內(nèi)有帶電體qqqqqq只改變腔內(nèi)表面電荷分布與導(dǎo)體外帶電體分布無(wú)關(guān)4.4.靜電屏蔽靜電屏蔽空腔導(dǎo)體可以屏蔽外電場(chǎng)空腔導(dǎo)體可以屏蔽外電場(chǎng), , 使空腔內(nèi)物體不受外電場(chǎng)影響使空腔內(nèi)物體不受外電場(chǎng)影響整個(gè)空腔導(dǎo)體和腔內(nèi)的電勢(shì)也必處處相等整個(gè)空腔導(dǎo)體和腔內(nèi)的電勢(shì)也必處處相等. .定義定義:使導(dǎo)體空腔內(nèi)的電場(chǎng)不受外界的影響；利用接地的空腔導(dǎo)使導(dǎo)體空腔內(nèi)的電場(chǎng)不受外界的影響；利用接地的空腔導(dǎo)體將腔內(nèi)帶電體對(duì)外界的影響隔絕的現(xiàn)象體將腔內(nèi)帶電體對(duì)外界的影響隔絕的現(xiàn)象7-6

9、 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體E外電場(chǎng)外電場(chǎng)E空腔導(dǎo)體屏蔽外電場(chǎng)空腔導(dǎo)體屏蔽外電場(chǎng)7-6 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體例例. . 內(nèi)外半徑分別為內(nèi)外半徑分別為R1，R2的導(dǎo)體球殼內(nèi)，有一個(gè)半徑為的導(dǎo)體球殼內(nèi)，有一個(gè)半徑為r的導(dǎo)的導(dǎo)體小球，小球與球殼同心，小球帶電體小球，小球與球殼同心，小球帶電q, ,球殼帶電球殼帶電Q. .求求(1)(1)小球的電勢(shì)，球殼內(nèi)外表面的電勢(shì)小球的電勢(shì)，球殼內(nèi)外表面的電勢(shì) 解解l由對(duì)稱性知由對(duì)稱性知: :各導(dǎo)體電荷分布均勻各導(dǎo)體電荷分布均勻; ;lq在球殼內(nèi)外表面上感應(yīng)出在球殼內(nèi)外表面上感應(yīng)出q;lQ只能分布在球殼的外表面只能分布在球殼的外表面電勢(shì):

10、V 電勢(shì)的計(jì)算:PPl dEV12341R2RrqQ)( 01rrE)(41202RrrrqE)( 0213RrRE) ( 42204rRrQqEPPl dEV9-2 9-2 空腔導(dǎo)體內(nèi)外的靜電場(chǎng)空腔導(dǎo)體內(nèi)外的靜電場(chǎng)1R2RrqQ1234niiSqSE10e1d高斯定理高斯定理21041RQqRqrqVr計(jì)算得：小球的電勢(shì)無(wú)窮遠(yuǎn)為0點(diǎn)小球自身qq在球殼內(nèi)表面感應(yīng)出的-qq在球殼外表面感應(yīng)出的+q2110411RQqRqRqVR7-6 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體球殼內(nèi)表面的電勢(shì)2220412RQqRqRqVR球殼外表面的電勢(shì)球殼內(nèi)外表面電勢(shì)相等求求(2)(2)小球與球殼的電勢(shì)差小球與球

11、殼的電勢(shì)差10114RrqVVURrBABAABlEVVUd電勢(shì)差:U 電勢(shì)差的計(jì)算:1R2RrqQ7-6 7-6 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體求求(3)(3)若外球殼接地，再求小球與球殼的電勢(shì)差若外球殼接地，再求小球與球殼的電勢(shì)差1010114011421RrqVVUVVRrqVRrRRrl球殼外表面上的電荷消失無(wú)論外球殼接地與否，兩球的電勢(shì)差恒保持不變1R2RrqQ7-7 7-7 電容器的電容電容器的電容1.1.孤立導(dǎo)體的電容孤立導(dǎo)體的電容VqC C: :孤立導(dǎo)體的電容孤立導(dǎo)體的電容 ( (C/V=F, ,法拉法拉) )物理意義物理意義: :使導(dǎo)體升高單位電勢(shì)所需的電荷量使導(dǎo)體升高單位電勢(shì)

12、所需的電荷量是表征導(dǎo)體儲(chǔ)電能力的物理量是表征導(dǎo)體儲(chǔ)電能力的物理量只與導(dǎo)體的大小和形狀有關(guān)只與導(dǎo)體的大小和形狀有關(guān)孤立帶電體的電位孤立帶電體的電位V隨著帶電量隨著帶電量q增加而增加增加而增加7-7 7-7 電容器的電容電容器的電容2.2.電容器的電容電容器的電容UqVVqCBAAVBVqq僅與導(dǎo)體的大小僅與導(dǎo)體的大小, ,形狀形狀, ,相對(duì)相對(duì) 位置和其間的電解質(zhì)有關(guān)位置和其間的電解質(zhì)有關(guān)與導(dǎo)體所帶電荷量無(wú)關(guān)與導(dǎo)體所帶電荷量無(wú)關(guān)1)1)設(shè)兩極板分別帶電量設(shè)兩極板分別帶電量Q; ;2)2)求電場(chǎng)強(qiáng)度求電場(chǎng)強(qiáng)度 ; ;（高斯定理）（高斯定理）3)3)求電勢(shì)差求電勢(shì)差U ; ; （電勢(shì)的定義）（電勢(shì)的

13、定義）4)4)求電容求電容C. . （定義）（定義）電容器電容的計(jì)算電容器電容的計(jì)算:電容器：電容器：導(dǎo)體極少孤立存在，消導(dǎo)體極少孤立存在，消除其他導(dǎo)體對(duì)主導(dǎo)體的影響，采取靜除其他導(dǎo)體對(duì)主導(dǎo)體的影響，采取靜電屏蔽的方式。他們之間的電位差固電屏蔽的方式。他們之間的電位差固定，且與定，且與q成正比。成正比。只與兩極板的形狀只與兩極板的形狀( (S) )和相對(duì)距離和相對(duì)距離( (d) )有關(guān)有關(guān)7-7 7-7 電容器的電容電容器的電容常見電容器及其電容常見電容器及其電容(1)(1)平行板電容器平行板電容器dS+ + + +qq-導(dǎo)體帶電量: q兩平板之間的:SqE00兩平板之間的U:SqdEdU0兩

14、平板之間的C:dSUqC07-7 7-7 電容器的電容電容器的電容(2)(2)圓柱形電容器圓柱形電容器ARBRlBRl +-單位長(zhǎng)度帶電量: =q/l兩柱面之間的:002rE兩柱面之間的U:兩柱面之間的C:ABRRRRRRlqrrrdEUBABAln22d00ABRRlUQCln20ARBRPr7-7 7-7 電容器的電容電容器的電容(3)(3)球形電容器球形電容器導(dǎo)體帶電量: q兩球面之間的:204rqE兩球面之間的U:兩球面之間的C:ABABRRRRUqC04ARBRPr)11(4d4020BARRRRRRqrrqrdEUBABA7-7 7-7 電容器的電容電容器的電容,BRARC04當(dāng)外

15、球殼子無(wú)限遠(yuǎn)處,相當(dāng)于一個(gè)孤立導(dǎo)體球:(4)(4)電介質(zhì)電容器電介質(zhì)電容器: :兩極板之間充滿電介質(zhì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證: :0CCr極板之間充滿電介質(zhì)極板之間為真空r：相對(duì)電容率相對(duì)電容率( (是表征介質(zhì)本身性質(zhì)的物理量是表征介質(zhì)本身性質(zhì)的物理量) )dSdSCCrr00：電介質(zhì)的電容率電介質(zhì)的電容率7-7 7-7 電容器的電容電容器的電容3.3.電容器的串聯(lián)和并聯(lián)電容器的串聯(lián)和并聯(lián)(1)(1)串聯(lián)電容器串聯(lián)電容器1C2CnCUU1U2Un+q-q+q-qniiCC111串聯(lián)等效電容器的電容串聯(lián)等效電容器的電容的倒數(shù)等于每個(gè)電容器電的倒數(shù)等于每個(gè)電容器電容的倒數(shù)之和容的倒數(shù)之和(2)(2)并聯(lián)電

16、容器并聯(lián)電容器7-7 7-7 電容器的電容電容器的電容1C2CnCq1Uq2qnniiCC1并聯(lián)等效電容器的電容并聯(lián)等效電容器的電容等于每個(gè)電容器電容之和等于每個(gè)電容器電容之和7-8 7-8 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)1.1.有極分子和無(wú)極分子電介質(zhì)有極分子和無(wú)極分子電介質(zhì)有極分子有極分子: :當(dāng)外電場(chǎng)不存在時(shí)，電當(dāng)外電場(chǎng)不存在時(shí)，電介質(zhì)分子的正負(fù)電荷介質(zhì)分子的正負(fù)電荷“重重心心”不重合不重合; ;等效的電偶極矩等于等效的電偶極矩等于0 0無(wú)極分子無(wú)極分子: :當(dāng)外電場(chǎng)不存在時(shí)，電介當(dāng)外電場(chǎng)不存在時(shí)，電介質(zhì)分子的正負(fù)電荷質(zhì)分子的正負(fù)電荷“重心重心”是重合的是重合的;等效于一個(gè)電偶極子等效

17、于一個(gè)電偶極子電介質(zhì)是絕緣介質(zhì)電介質(zhì)是絕緣介質(zhì) QQ+ + + + + + + - - - - - - -r0EE 0rCC0r1UU1r相對(duì)相對(duì)電容率電容率電容率電容率r00U0CCUrQQ+ + + + + + + - - - - - - -7-8 7-8 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)7-8 7-8 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)2.2.電介質(zhì)的極化電介質(zhì)的極化 把電介質(zhì)插入電場(chǎng)后，由于同號(hào)電荷相斥，異號(hào)電把電介質(zhì)插入電場(chǎng)后，由于同號(hào)電荷相斥，異號(hào)電荷相吸的結(jié)果，介質(zhì)表面上會(huì)出現(xiàn)負(fù)電荷，這種現(xiàn)象叫電荷相吸的結(jié)果，介質(zhì)表面上會(huì)出現(xiàn)負(fù)電荷，這種現(xiàn)象叫電介質(zhì)的極化，它表面出現(xiàn)的這種電荷叫極

18、化電荷。介質(zhì)的極化，它表面出現(xiàn)的這種電荷叫極化電荷。(1) (1) 無(wú)極分子的位移極化無(wú)極分子的位移極化 在外加電場(chǎng)作用下，無(wú)極分子原本重合的正負(fù)電荷在外加電場(chǎng)作用下，無(wú)極分子原本重合的正負(fù)電荷“重心重心”錯(cuò)開了，形成了一個(gè)電偶極子，分子電偶極矩的方向沿外錯(cuò)開了，形成了一個(gè)電偶極子，分子電偶極矩的方向沿外電場(chǎng)方向。電場(chǎng)方向。 在外場(chǎng)作用下，主要是電子位移，通常稱為電子位移極化。在外場(chǎng)作用下，主要是電子位移，通常稱為電子位移極化。+p 0E-+-+-+-+-+-+-+-+-+0E7-8 7-8 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)(2) (2) 有極分子的取向極化有極分子的取向極化 在外電場(chǎng)作用下，

19、在外電場(chǎng)作用下， 受到力矩的作用，分子的電偶極矩轉(zhuǎn)受到力矩的作用，分子的電偶極矩轉(zhuǎn)向電場(chǎng)的方向向電場(chǎng)的方向, ,這樣的極化叫做取向極化。這樣的極化叫做取向極化。 取決于外電廠強(qiáng)弱和電介質(zhì)的溫度。取決于外電廠強(qiáng)弱和電介質(zhì)的溫度。 -+-+-+-+-+-+-+-+-+0E-+p 1F2F0E-+-+-+-+-+-+-+-+-+電子位移極化在任何電介質(zhì)中都會(huì)產(chǎn)生；電子位移極化在任何電介質(zhì)中都會(huì)產(chǎn)生；取向極化只能在有極分子構(gòu)成的電介質(zhì)中產(chǎn)生。取向極化只能在有極分子構(gòu)成的電介質(zhì)中產(chǎn)生。加熱加熱: :分子與微波同頻率的極高頻震動(dòng)分子與微波同頻率的極高頻震動(dòng)7-8 7-8 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)3

20、.3.電極化強(qiáng)度電極化強(qiáng)度7-8 7-8 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)VpPP:電極化強(qiáng)度電極化強(qiáng)度p :分子偶極矩分子偶極矩 單位體積內(nèi)分子偶極矩的矢量和，稱為該點(diǎn)的電極化強(qiáng)度。單位體積內(nèi)分子偶極矩的矢量和，稱為該點(diǎn)的電極化強(qiáng)度。 ( (C/m2) ) 電介質(zhì)極化程度的度量電介質(zhì)極化程度的度量極化是電場(chǎng)和介質(zhì)分子相互作用極化是電場(chǎng)和介質(zhì)分子相互作用的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)證明的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)證明: :各向同性介各向同性介質(zhì)中，質(zhì)中， 和介質(zhì)該點(diǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)和介質(zhì)該點(diǎn)處的合場(chǎng)強(qiáng)成正比。成正比。 : :介質(zhì)的電極化率介質(zhì)的電極化率EPe0Pezyxe,定量描述電介質(zhì)內(nèi)部各處極化狀況的物理量定量描述電介質(zhì)內(nèi)部各

21、處極化狀況的物理量7-8 7-8 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)+ + + + + + - - - - - - + + + + + + + + + + +r- - - - - - - - - - -lPSSlSlVpP表面表面極化電荷面密度極化電荷面密度nP電介質(zhì)中的電場(chǎng)強(qiáng)度電介質(zhì)中的電場(chǎng)強(qiáng)度 極化電荷與自由電荷的關(guān)系極化電荷與自由電荷的關(guān)系r00EEEE0rr1EE0rr10rr1QQEP0r) 1 （EP0/r0000PEEE7-8 7-8 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)-+00d7-8 7-8 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)電介質(zhì)中的電場(chǎng)強(qiáng)度被削弱的狀況電介質(zhì)中的電場(chǎng)強(qiáng)度被削弱的狀

22、況-+00d兩板間的電容兩板間的電容000)1 ()1 (CdSEdSUqCee極板上的電荷密度不變電介質(zhì)內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)減弱到外場(chǎng)強(qiáng)的C0:真空時(shí)電容真空時(shí)電容電容器充滿電介質(zhì)后電容增大r1e00e1EEEP0000EEE7-8 7-8 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)eCC1r0r00r0r1e又電極化率 ，相對(duì)電容率 和電容率 都是表征電介質(zhì)性質(zhì)的物理量，知其一可求其他的兩個(gè)。er真空介電常數(shù)相對(duì)介電常數(shù)介電常數(shù)電介質(zhì)表面電荷密度電介質(zhì)表面電荷密度電介質(zhì)介電常數(shù)及其相互關(guān)系電介質(zhì)介電常數(shù)及其相互關(guān)系007-9 7-9 有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理 電位移電位移1 1.有電介質(zhì)時(shí)的高斯

23、定理有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理 電位移電位移極化電荷的靜電場(chǎng)特性和自由電荷的相同極化電荷的靜電場(chǎng)特性和自由電荷的相同只相當(dāng)于在真空中增加了極化電荷所激發(fā)的場(chǎng)只相當(dāng)于在真空中增加了極化電荷所激發(fā)的場(chǎng)極化電荷也是有勢(shì)場(chǎng)（保守力場(chǎng)，與路徑無(wú)關(guān)）qqqSdEl dES00110E:自由電荷和極化電荷激發(fā)的靜電場(chǎng) 和和 相互影響相互影響Eq引入新的物理量，使其只與自由電荷有關(guān)，從而方便求解引入新的物理量，使其只與自由電荷有關(guān)，從而方便求解E7-9 7-9 有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理 電位移電位移以充滿介質(zhì)的平行板電容器為例以充滿介質(zhì)的平行板電容器為例00+ + + + + + - - - - - - + + + + + + + + + + + +- - - - - - - - - - -rSPE)(1d21000SSqSES因此00dqSPES22dSPSSPSSSSPSSEd11d0100PED00dqSDS7-9 7-9 有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理 電位移電位移電位移矢量電位移矢量 ( (C/m2) )有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理: 通過電介質(zhì)通過電介質(zhì)中任一閉合曲面的電位移通量等于該中任一閉合曲面的電位移通量等于該面所包圍的自由電荷量的代數(shù)和面所包圍的自由電荷量的代數(shù)和只包含自由電