第10章靜電場中電介質(zhì)_教學(xué)PPT_張三慧第三版B版

1、1 10.1 0.1 電介質(zhì)對電場的影響電介質(zhì)對電場的影響1 10.2 0.2 電介質(zhì)的極化電介質(zhì)的極化1 10.3 D0.3 D矢量及其高斯定律矢量及其高斯定律10.4 10.4 電容器和它的電容電容器和它的電容 1 10.5 0.5 介電質(zhì)中電場的能量介電質(zhì)中電場的能量第第1010章章 靜電場中的電介質(zhì)靜電場中的電介質(zhì)閱讀（閱讀（P302-308）并思考）并思考1、基本概念有哪些？、基本概念有哪些？2、電介質(zhì)對電場的影響與導(dǎo)體對電場的影響、電介質(zhì)對電場的影響與導(dǎo)體對電場的影響有什么區(qū)別？有什么區(qū)別？3、D、E、P的關(guān)系式？有介質(zhì)的高斯定理表的關(guān)系式？有介質(zhì)的高斯定理表達(dá)式？達(dá)式？4、P31

2、6思考題思考題10.9和和10.11問題：帶電棒為何能吸引小紙片？問題：帶電棒為何能吸引小紙片？rEE0相對介電常量相對介電常量 r ，電介質(zhì)的特性，大于，電介質(zhì)的特性，大于110.1 電介質(zhì)對電場的影響電介質(zhì)對電場的影響r0介電常數(shù)介電常數(shù)將介質(zhì)板插入帶有將介質(zhì)板插入帶有一定電量的平行板一定電量的平行板電容器中，其電場電容器中，其電場強(qiáng)度的變化強(qiáng)度的變化 r+ +Q- -Q+-極性分子極性分子非極性分子非極性分子+-+-+-+-+-+-0E+-+-+-+-+-+-E極化電荷極化電荷1 電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度E介質(zhì)中，總場強(qiáng)為介質(zhì)中，總場強(qiáng)為E = E0- - ErE0+-+-+-+-+-+-E10

3、.2 電介質(zhì)的極化電介質(zhì)的極化2 電極化強(qiáng)度矢量電極化強(qiáng)度矢量 是反映電介質(zhì)極化程度的物理量。是反映電介質(zhì)極化程度的物理量。P定義：定義：VpP（C m-2 ）實(shí)驗(yàn)表明：實(shí)驗(yàn)表明： 對于各向同性的電介質(zhì)，在對于各向同性的電介質(zhì)，在E0不太大的不太大的情況下，有：情況下，有：（ e 稱為稱為介質(zhì)的極化率介質(zhì)的極化率）真空中：真空中： 0P均勻極化：均勻極化： cP00e00) 1(EEPr-單位體積內(nèi)分子電矩的矢量和單位體積內(nèi)分子電矩的矢量和3電極化強(qiáng)度與極化電荷的關(guān)系電極化強(qiáng)度與極化電荷的關(guān)系 設(shè)一均勻電介質(zhì)薄片（設(shè)一均勻電介質(zhì)薄片（S、l）置于電場（）置于電場（E）中，表面將出現(xiàn)極化電荷。中

4、，表面將出現(xiàn)極化電荷。lqpSllqVpPPnncosPPeP 在均勻介質(zhì)中，在均勻介質(zhì)中， 極化電荷只出現(xiàn)在介質(zhì)表面極化電荷只出現(xiàn)在介質(zhì)表面或兩種介質(zhì)的分界面上?；騼煞N介質(zhì)的分界面上。體束縛電荷：體束縛電荷：SdPqqSoutin-面束縛電荷密度面束縛電荷密度：1. D、E、P三矢量之間的關(guān)系三矢量之間的關(guān)系EPe0對于各向同性的電介質(zhì)：對于各向同性的電介質(zhì)：EEEPEDe0r000EDEP0r) 1(-10.3 D矢量及其高斯定理矢量及其高斯定理電位移電位移SSdE0SiSqSdESiSqSdD0siq真空真空0sisrqSdEEEDr0電位移矢量電位移矢量電位移通量電位移通量介質(zhì)高斯定理

5、介質(zhì)高斯定理2. D的高斯定理的高斯定理介質(zhì)介質(zhì)引入輔助量引入輔助量EEDr0SDSdD線線稱稱電位移線。電位移線。矢量矢量稱稱電位移矢量。電位移矢量。方向與方向與E E相同相同DD通量通量稱稱電位移通量。電位移通量。DSiqD的高斯定理的高斯定理導(dǎo)體球?qū)w球R， Q分布在表面分布在表面求求E、D的分布的分布。Rd 0 iqrE24球?qū)ΨQ球?qū)ΨQQqi24 rQE 24 rQDQqi024rQE 24 rQDD= ED=0 E=0一一. . 電容器的電容電容器的電容（F）pFFF1261010110.4 電容器電容器和它的電容和它的電容UQC 皮法皮法微法微法法拉法拉二二. . 電容的計(jì)算電容的

6、計(jì)算( (必會必會) )1.1.平板電容器的電容平板電容器的電容Sd 求求E；求電壓求電壓-l dEU求電容求電容UQC0E0SQ0SQdEdUdSUQC0已知已知S,d-QQ- - -+2.2.圓柱形電容器電容圓柱形電容器電容-l dEU21RRdrE2102RRdrrlQ120ln2RRlQUQC120ln2RRl02iqrlE柱對稱柱對稱02rlQE l- -QQ已知已知l, R1 ,R2 , 0 03.3.球形電容器球形電容器21RREdr-122104RRRRUQC-21021201144RRQrdrQRR204rQE-l dEU球?qū)ΨQ：球?qū)ΨQ：024iqrEQ-Q已知已知R1 ,R

7、2 , 0 0三三 電容器的聯(lián)接電容器的聯(lián)接21CCC21111CCC串聯(lián)串聯(lián)并聯(lián)并聯(lián)特點(diǎn)特點(diǎn):Q-Q-QQV=V1+V2Q=Q1=Q2Q-QQ=Q1+Q2V=V1=V2一一 電容器的電能電容器的電能CQdqCqdquAQQ2200dA=u . dqCQW22電源不斷開電源不斷開 U不變；不變；電源斷開電源斷開Q不變。不變。dq+q-qu 221CU10.5 電容器的能量電容器的能量二二 介電質(zhì)中電場的能量介電質(zhì)中電場的能量由平板電容器引入：由平板電容器引入：VESdEEddS222212121電場能量密度：電場能量密度：221EVVdVEwdVW221 d-+E S電場能量：電場能量：一般空

8、間一般空間VWw221CUW 例例10.3 球形電容兩球形電容兩極板帶電極板帶電Q，內(nèi)外內(nèi)外徑徑R R1 1和和R R2 2間充滿間充滿 r r，求電容儲存的求電容儲存的W 。dVEW221212224421RRdrrrQdrrdV24-212118RRQQ-Qr24rQE電容器電容器-12214RRRRCCQW22-212118RRQ作業(yè)作業(yè) 推導(dǎo)平行板電容器、圓柱形電容器、推導(dǎo)平行板電容器、圓柱形電容器、球形電容器電容的表達(dá)式（下次課球形電容器電容的表達(dá)式（下次課請同學(xué)在講臺上推導(dǎo)）請同學(xué)在講臺上推導(dǎo)）要求：邊板書邊講解要求：邊板書邊講解課堂小測課堂小測1、寫出、寫出D、P、E之間的相關(guān)表達(dá)式之間的相關(guān)表達(dá)式2、寫出、寫出D的高斯定理的表達(dá)式的高斯定理的表達(dá)式3、分別寫出串、并聯(lián)電容器、