电介质物理试卷
工科物理大作业06-静电场中的导体与电介质
图6-1(a)图6-1(b)0606 静电场中的导体与电介质班号 学号 姓名 成绩一、选择题（在下列各题中，均给出了4个~5个答案，其中有的只有1个是正确答案，有的则有几个是正确答案，请把正确答案的英文字母序号填在题后的括号内）1．如图6-1(a)所示，一个原来不带电的导体球壳，内半径为R 1，外半径为R 2，其圆心O 处放置一个点电荷q +。
现将q +由O 点移至P 点，则在下列说法中，正确的是：A ．在1R r <的区域内，各点的电场强度要发生变化，而2R r >的区域电场强度不变；B ．球壳内、外表面的感应电荷分布没有变化；C ．球壳内表面的感应电荷不再均匀分布，外表面不受影响；D ．球壳内、外表面的感应电荷不再均匀分布。
（A 、C ）[知识点] 静电感应、感应电荷的分布。
[分析与解答] 导体球壳内放入点电荷+q ，球壳内表面要感应出－q ，外表面将感应出+q 的电荷。
由于点电荷+q 在球壳内由O 点移到P 点，球壳内表面距离点电荷+q （P 点）近的地方，感应电荷的密度大，距离点电荷+q （P 点）远处的地方，感应电荷的密度小，即球壳内表面－q 的分布将不均匀；而对于球壳外表面来说，其内部（指内表面和点电荷）有等量异号的电荷，由于屏蔽，其电场将完全不影响壳外电场，外表面又是球面，因此外表面感应电荷+q 分布均匀，如图6-1(b)所示。
由点电荷电场强度公式知，当点电荷+q 在O 点时，其电场为球对称分布，而移到P 点后，在1R r <区域内，距离P 点近的场点电场强度要大，远场点电场强度要小，在2R r >，由高斯定理知为球对称分布电场，与点电荷+q 放置在O 点时一致。
2．如图6-2所示，一金属球半径为R ，带电Q -，距球心为3R 处有一点电荷q -。
现将金属球接地，则金属球面上的电荷为：A ．0；B ．q Q +-；C ．3q； D ．q +。
（C ）图6-2图6-3(a)图6-3(b)[知识点] 外壳接地后电势叠加为零。
电介质物理_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
电介质物理_西安交通大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.非线性光学效应仅存在于光强很高的情况答案:正确2.BaTiO3为位移型铁电体。
答案:正确3.电畴的形成是系统自由能取极大值的结果。
答案:错误4.铁电体中电畴不能在空间任意取向，只能沿晶体的某几个特定晶向取向，电畴所能允许的晶向取决于该种铁电体原型结构的对称性，即在铁电体的原型结构中与铁电体极化轴等效的晶向。
答案:正确5.自由晶体受热时热释电效应是第一类效应和第二类效应之和答案:正确6.热释电材料和铁电材料属于压电材料。
答案:正确7.经过极化处理后，铁电体的剩余极化强度是不稳定的且随时间而衰减，从而造成其介电，压电，热释电性质发生变化，这种现象就是铁电体的陈化。
答案:正确8.自发极化能被外电场重新定向的热释电晶体就是铁电体；铁电体的电畴结构受铁电体原型结构对称性的限制。
答案:正确9.铁电体的表观特征是具有电滞回线，描述了极化强度和电场强度之间的滞后关系，从该曲线可以直观观察到的两个物理量是剩余极化和矫顽场。
答案:正确10.具有自发极化的晶体称为热释电体，在温度变化时可以释放电荷，该效应与电卡效应互为逆效应。
答案:正确11.自发极化只存在具有单一极轴的点群中，共有21种。
答案:12.沿x3轴极化的压电陶瓷通过坐标变换后，有哪些独立分量（）答案:13.以下哪个材料不是铁电体或反铁电体材料（）答案:Al2O314.室温下将铁电四方BaTiO3陶瓷极化，其饱和极化强度与晶体自发极化强度的关系是（）。
答案:15.沿x3轴极化的压电陶瓷的弹性柔顺系数的独立分量为：s11、s12、s13、s33、s44、s55。
答案:错误16.应力张量【图片】与以下哪个应力张量等价（）答案:17.沿x3轴极化的压电陶瓷为4mm点群，属于四方晶系，则X3轴为四次轴绕X3轴进行四次旋转对称操作，则产生的下标变换关系为：1→2、2→-1、3→3。
答案:正确18.晶体中有8种宏观对称操作，共构成32种晶体学点群，其中11种晶体学点群具有对称中心，10种晶体学点群具有单一极轴。
大学物理试卷答案(15及以后)
第九章 电磁场理论（一）电介质和导体学号 姓名 专业、班级 课程班序号一 选择题[ C ]1. 如图所示，一封闭的导体壳A 内有两个导体B 和C 。
A 、C 不带电，B 带正电，则A 、B 、C 三导体的电势U A 、U B 、U C 的大小关系是 (A) C A B U U U == (B) C A B U U U => (C) U U U A C B >> (D) C A B U U U >>[ D ]2. 一个未带电的空腔导体球壳内半径为R 。
在腔内离球心的距离为d 处 (d < R ) 固定一电量为＋q 的点电荷，用导线把球壳接地后，再把地线撤去，选无穷远处为电势零点，则球心O 处的电势为(A) 0 (B) d q 04πε (C) R q04πε (D) )11(40Rd q-πε[ D ]3. 把A 、B 两块不带电的导体放在一带正电导体的电场中，如图所示，设无限远处为电势零点，A 的电势为U A ，B 的电势为U B ，则(A) 0 U >U A B ≠ (B) 0 U >U A B = (C) A B U U = (D) A B U U <[ A ]4. 将一空气平行板电容器接到电源上充电到一定电压后，断开电源。
再将一块与极板面积相同的金属板平行地插入两极板之间，则由于金属板的插入及其所放位置的不同，对电容器储能的影响为：(A) 储能减少，但与金属板位置无关 (B) 储能减少，但与金属板位置有关 (C) 储能增加，但与金属板位置无关 (D) 储能增加，但与金属板位置有关[ C ]5. C 1和C 2两空气电容器并联以后接电源充电，在电源保持联接的情况下，在C 1中插入一电介质板，则 (A) C 1极板上电量增加，C 2极板上电量减少 (B) C 1极板上电量减少，C 2极板上电量增加 (C) C 1极板上电量增加，C 2极板上电量不变(D) C 1极板上电量减少，C 2极板上电量不变二 填空题1. 一半径r 1 = 5cm 的金属球A ，带电量为q 1 =2.0×10-8C; 另一内半径为 r 2 = 10cm 、 外半径为 r 3 = 15cm 的金属球壳B ， 带电量为 q 2 = 4.0×10-8C , 两球同心放置，如图所示。
电介质物理试卷
电介质物理学模拟试卷(一)姓名＿＿＿＿＿成绩＿＿＿＿＿一.填充题(36分):1. 写出下列参数的定义式(6分):① 电容温度系数αC = ________________________________.② 介电系数温度系数αε =_____________________.③ 松弛时间τ =____________________________________.④ 偶极子转向极化率αd =____________________________.⑤ 热离子松弛极化率αT=_____________________________.⑥ 德拜方程_________________________________________.2. 一平行板真空电容器,极板上的电荷面密度为σ,现填充相对介电系数为εr.的介质.若极板上的自由电荷面密度保持不变.求:①真空时, 平行板介质电容器的场强E0=__________________, 电位移D0=______________,极化强度P0=__________________;②充以电介质时, 平行板介质电容器的场强E介 =__________________,电位移D介=______________,极化强度P介=_______________. 极化电荷所产生的场强E极=____________________________.(7分)3. 用极化强度P表示一个相对介电系数为εr. 平行板介质电容器的退极化电场________________________________________________,平均宏观电场__________________________________________________,极板上充电电荷所产生的电场__________________________________________(6分).4. 气体电介质自持放电的条件为___________________________________,其物理意义是__________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________.(7分) 5. 根据瓦格纳的固体电介质热击穿理论,固体电介质发生热击穿时,其数学判断依据是_______________________________________________________________________________________________________________.(4分)6.在双层电介质中,不发生空间电荷极化的条件是________________________________________________________________________________.(2分)7.钙钛矿型结构的离子晶体电介质产生自发极化的条件是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(4分)二.问答题(64分):1.氯化钠型离子晶体在电场作用下将发生电子,离子位移极化.试求其介电系数的温度系数,并解释温度对氯化钠型离子晶体的介电系数的影响.(14分)2.某一电介质具有两个不同的松弛极化时间:①.写出ε’,ε”与频率的关系;②.画出在一定的温度下, ε’,ε” ,tanδ与频率的关系曲线,且标出ε” 和tanδ的极值频率;③.画出在一定的频率下, ε’,ε”的温度关系曲线;④.画出这一介质的柯尔---柯尔图.(20分)3.分析在不均匀电场(针尖对平板电极)中,气体电介质的放电和击穿行为.(14分)4.如何定义铁电晶体的介电系数?为什么?画出测量铁电晶体的电滞回线的电路图和铁电晶体的电滞回线,标明矫顽场强,饱和极化强度,剩余极化强度的位置;说明测量铁电晶体的电滞回线的基本原理.(16分)电介质物理学模拟试卷(二)姓名＿＿＿＿＿成绩＿＿＿＿＿一.填充题（40分）1．克劳休斯—莫索帝方程______________________________________。
第三章--静电场中的电介质习题及答案
10、如图所示一平行板电容器充满三种不同的电
介质，相对介电常数分别为 。极
5、 成立的条件是（）。
介质为均匀介质
6、在两种不同的电介质交界面上，如果交界面上无自由电荷，则 = ( )。
7、介质中电场能量密度表示为 只适用于（）介质。 适用于( )介质。
各向同性的均匀线性线性
8、若先把均匀介质充满平行板电容器，（极板面积为S，极反间距为L，板间介电常数为 ）然后使电容器充电至电压U。在这个过程中，电场能量的增量是（）。
13、一圆柱形的电介质截面积为S，长为L，被沿着轴线方向极化，已知极化强度 沿X方向，且P=KX（K为比例常数）
坐标原点取在圆柱的一个端面上，如图所示
则极化电荷的体密度（）
在X=L的端面上极化电荷面密度为（）
极化电荷的总电量为（）。
14、在如图所示的电荷系中相对其位形中心的偶极矩为（）。
0
四、问答题
第三章静电场中的电介质
一、判断题
1、当同一电容器内部充满同一种均匀电介质后，介质电容器的电容为真空电容器的 倍。
×
2、对有极分子组成的介质，它的介电常数将随温度而改变。
√
3、在均匀介质中一定没有体分布的极化电荷。（内有自由电荷时，有体分布）
×
4、均匀介质的极化与均匀极化的介质是等效的。
×
5、在无限大电介质中一定有自由电荷存在。
（A） (B)
(C) (D)
B
电介质物理练习题
《电介质物理》练习题1.基本概念1) 介电性能的物理本质；2) 电介质的微观极化机理；3) 微波频段仍起作用的极化机理；4) 物质对外电场的响应方式；5) 弱电场中电介质中电流的主要起因。
6) 强电场中电介质中电流的主要起因；7) 电介质中空间电荷的主要来源；8) 电介质中空间电荷会产生的效应有哪些？9）固态电介质的介电击穿类型；10) 铁电效应只出现于何种晶体中？11) 电致伸缩效应出现于何种晶体中？12) 铁电体的微结构特征是什么？13) 铁电相变的类型；14) 何谓n级相变？15) 介电常数随频率变化的基本趋势是什么？为什么？16) 晶体物性张量非零分量数目决定于什么？17）热释电性的本质是什么？18) 铁电陶瓷只有在经过何种处理后才具有热释电性？19）压电效应；20）压电效应只出现于何种(对称性)晶体中？21) 机电偶合系数的物理意义；2．基本概念判断(每组选一个正确答案)1) 铁电体a) 不具有自发电矩；b) 具有可随磁场反转的自发磁矩；c) 具有可随电场反转的自发电矩。
2)折射率n 是二阶张量(a)；不是二阶张量(b)；是否二阶张量需视情况而定(c)。
3) 介电常数是a)二阶张量；b) 一阶张量; c) 标量。
4) 铁电体的微结构特征为存在a)磁畴；b)电畴；c)铁弹畴。
5) 二级相变的判据是状态函数的a)一阶导数连续、二阶导数不连续；b) 二阶导数连续、三阶导数不连续；c)满足前述条件的任一条。
6) 反铁电体在T c 之下，a)顺电相为稳定相; b)极性相为稳定相; c) 极性相为亚稳相。
7) 晶体的Frenkel 与Schottky 缺陷为a)本征点缺陷；b)非本征点缺陷；c)线缺陷。
8) 反铁电相变为a)马氏体相变；b)电场诱导相变；c)应力诱导相变。
9) 奇数阶张量性质a)出现在所有晶体中；b)只出现在非中心对称的晶体中；c)只出现在中心对称的晶体中。
10) 随着晶体对称性的增加，晶体的张量性质之非零分量个数a) 增加；b)减少；c)不变。
物理试题练习题教案学案课件工程电介质物理学练习题.doc
工程电介质物理学练习题李盛涛2002年4月4日第1章习题1-1当离子键能"(X)为离子间相斥作用势能b和库仑势能—_i—47V£0X" 4-TVS Q X 之和时，试表示出为在原子之间距离x=a处形成稳定结合，n所需附加的条件。
1-2如果气体粒子体系的速度分布服从麦克斯韦速度分布，试证明粒子动1 3能的平均值一“帀2 =-kT.2 21-3在波尔理论中，试证明电子轨道的圆周是电子波长的整数倍，并求基态氢原子的电子圆周速度。
1-4试说明化学键的种类。
1-5试说明麦克斯韦一波耳兹曼统计、费米一狄拉克统计以及玻色一爱因斯坦统计。
1-6在室温(kT=0.024eV)中，将比费米能级高0.12eV的状态采用近似式E-E F矿，其误差程度有多少？1-7试从能带理论比较金属、半导体和绝缘体。
(r>/)2- 1半径为a 的球带电量g,电荷密度正比于距球心的距离。
求空间的电位、电场分布。
2- 2电量为q 的8个点电荷分别位于边长为a 的立方体各顶角。
求其 对以下各点的电场：（1）立方体 中心；⑵某一面中心；⑶某一 棱的中点。
若8个点电荷中4个 为正，4个为负，重新计算上述问题。
2- 3设正、负电荷q 分别位于（0,0,%）、（0,0,—%）,如图所示。
求场点P 处的电势。
若用多 项展开式的前两项作为场点P 处 电势计算的近似表达式，试计算 场点（0,0,%）、（0,0,%）处电 势的近似值,并与实际值相比较。
2-4试证明位于（0,0,/）的电偶极子（方向沿Z 轴方向）〃在场点戸的电位0的厂展开式为co 严-1 0（"）= 翫 £"〒此（心0）T ■〃乙 o n=0 1 2- 5⑴试证明电偶极子〃（=/）在 电场左中的转矩叼和势能“分 别为 M =/jx E ； u = -/j- E ;（2） 指出偶极子在电场中的平衡 位置、稳态平衡位置；（3）当〃和左的夹角从01变到仇 时，求电场力所做的功和偶极子势能的变化。
物理电介质
以下将电极化强度矢量简称为极化强度 束缚电荷就是指极化电荷。
2、极化（束缚）电荷与极化强度的关系：
可证明对于均匀的电介质，极化电荷集中在它的表面。
在介质中取 : 轴沿电极化强度方向，轴长度为dl
的斜柱体，底面为dS。其内部极化可视为均匀。
dS en
P
该体元具有电偶极矩
dl P V
，它可视为两端具有电荷
有极分子有上述两种极化机制。 在高频下只有位移极化。
4 极化电荷 Polarization charge or bound charge
在外电场中，均匀介质内部各处仍呈电中性，但在 介质表面要出现电荷，这种电荷不能离开电介质到 其它带电体，也不能在电介质内部自由移动。我们 称它为束缚电荷或极化电荷。它不象导体中的自由 电荷能用传导方法将其引走。
P dS 左底 P dS 侧面 P dS 右底 P dS
S
0 0 右底 PdS
右底1dS
1S (1S)
(包围的极化电荷)
+0 –0 -1′ +1′
三、 电介 质的 极化规律
E E0 E ' 是电介质中的总电场强度。
E0 是自由电荷产生的电场。
nˆ E ' 极化电荷产生的退极化场
EI
EII
EI
EII
2 0
EI EII EIII
EI
EIII
2
2 0
0
EII 0
1
2
3
4
E1 E2 E3 E4 0
1 2 3 4 0 20 20 20 20
1 2 3 4 0
EI
EII
EIII
EI
EII
EIII
东华理工大学 物理练习试卷答案 静电场中的导体与电介质
qB 2 S 110 7 C
U A EAC d AC
1 d AC 2.3 103V 0
12 在半径为R1的金属球之外包有一层外半径为R2的均匀电介质球 壳，介质相对介电常数为εr，金属球带电Q．试求： (1)电介质内、外的场强； (2)电介质层内、外的电势；
解: 利用有介质时的高斯定理
(1)介质内R1<r<R2场强 介质外r>R2场强 (2)介质外r<R2电势
Qr Qr D 3 , E内 4πr 4π 0 r r 3
Qr Qr D , E外 3 4πr 4π 0 r 3
D dS q
E0
r>R3的区域
1 Q Q2 1 2 2 W2 0 ( ) 4πr dr 2 R3 2 8π 0 R3 4π 0 r
Qr 4π 0 r 3 r>R3时 E2 E1
在R1<r<1 W W1 W2 ( ) 8π 0 R1 R2 R3
静电场中的导体与电介质
一、选择题
1.有一接地金属球，有一弹簧吊起，金属球原来 不 带 电，若在它的下方放置一电量为q的点电荷则 【C 】 （A）只有当q＞0时，金属球才会下移 （B）只有当q＜0时，金属球才下移 （C）无论q是正是负金属球都下移 ； （D）无论q是正是负金属球都不动
q
2.A、B为两导体板，面积均为S，平行放置， A板带电荷+Q1 ， B板电荷 +Q2，如果使 B板接地，则AB间电场强度的大小E为 【C】
E 则两圆筒的电势差为 2 0 r r R2 R2 dr R2 U E d r ln 2 0 r r 2 0 r R1 R1 R1
高中物理奥林匹克竞赛专题---电介质习题(有答案)
电解质题8.1：一真空二极管，其主要构件是一个半径R 1 = 5.0⨯10-4 m 的圆柱形阴极和一个套在阴极外，半径m 105.432-⨯=R 的同轴圆筒形阳极。
阳极电势比阴极电势高300 V ，阴极与阳极的长度均为L = 2.5⨯10-2 m 。
假设电子从阴极射出时的速度为零。
求：（1）该电子到达阳极时所具有的动能和速率；（2）电子刚从阳极射出时所受的力。
题8.1分析：（1）由于半径L R <<1，因此可将电极视作无限长圆柱面，阴极和阳极之间的电场具有轴对称性。
从阴极射出的电子在电场力作用下从静止开始加速，电于所获得的动能等于电场力所作的功，也即等于电子势能的减少。
由此，可求得电子到达阳极时的动能和速率。
（2）计算阳极表面附近的电场强度，由E F q =求出电子在阴极表面所受的电场力。
解：（1）电子到达阳极时，势能的减少量为J 108.417ep -⨯-=-=∆eV E由于电子的初始速度为零，故J 108.417ep ek ek -⨯=∆-=∆-E E E因此电子到达阳极的速率为17eks m 1003.122-⋅⨯===meVmE v （2）两极间的电场强度为r 02e E r πελ-=两极间的电势差 1200ln 2d 2d 2121R R r r V R R R R πελπελ-=-=⋅=⎰⎰r E 负号表示阳极电势高于阴极电势。
阴极表面电场强度r 121r 10ln 2e e E R R R VR =-=πελ电子在阴极表面受力N e E F r 141037.4-⨯=-=e这个力尽管很小，但作用在质量为9.11⨯10－31 kg 的电子上，电子获得的加速度可达重力加速度的5⨯1015倍。
题8.2：一导体球半径为R 1，外罩一半径为R 2的同心薄导体球壳，外球壳所带总电荷为Q ，而内球的电势为V 0。
求此系统的电势和电场的分布。
题8.2分析：不失一般情况，假设内导体球带电q ，导体达到静电平衡时电荷的分布如图所示，依照电荷的这一分布，利用高斯定理可求得电场分布。
静电场中的导体和电介质(大学物理作业,考研真题)
物理（下）作业专业班级：姓名：学号：第十一章静电场中的导体和电介质（1）一、选择题1、两个同心薄金属球壳，半径分别为1R 和2R （1R <2R ）,若分别带上电量1q 和2q 的电荷，则两者的电势分别为1U 和2U （选无穷远处为电势零点）。
现用导线将两球壳连接，则它们的电势为（A ）、1U ；（B ）、2U ；（C ）、21U U ；（D ）、)(2121U U 。
[]2、两导体板A 和B 相距为d ，并分别带有等量异号电荷。
现将另一不带电的，且厚度为t （t ﹤d ）的导体板C 插入A 、B 之间（不与它们接触），则导体板A 和B 之间的电势差U AB 的变化为：（A ）、不变；（B ）、增大；（C ）、减小；（D ）、不一定。
[]3、（2018年暨南大学）将一带电量为Q 的金属小球靠近一个不带电的金属导体时，则有：（A ）金属导体因静电感应带电，总电量为-Q ；（B ）金属导体因感应带电，靠近小球的一端带-Q ，远端带+Q ；（C ）金属导体两端带等量异号电荷，且电量q<Q ；（D ）当金属小球与金属导体相接触后再分离，金属导体所带电量大于金属小球所带电量。
二、填空题1、导体在达到静电平衡时，其导体内部的场强应为______；整个导体（包括导体表面）的电势应是______；导体表面的场强方向应是______。
2、当空腔导体达到静电平衡时，若腔内无电荷，则给该空腔导体所带的电荷应分布在；若腔内有电荷，则空腔导体上的电荷应分布在。
3、如图所示，两同心导体球壳，内球壳带电量+q ，外球壳带电量-2q 。
静电平衡时，外球壳的内表面带电量为______；外表面带电量为_______。
三、计算题1、同轴传输线是由两个很长且彼此绝缘的同轴金属直圆柱体构成，如图所示。
设内圆柱体的半径为R 1，外圆柱体的内半径为R 2。
并假定内外圆柱导体分别带等量异号电荷，其线电荷密度大小为λ，求内外圆柱导体之间的电场强度分布以及它们之间的电势差。
西南科技大学2019-2020-2学期电介质物理单元考试及答案
西南科技大学2019-2020-2学期《电介质物理》学习测验一、名词解释（每题4分，共20分）1、离子位移极化：在外电场作用下原来正负电荷中心重合的分子发生正、负电荷中心分离，形成偶极矩的现象。
2、退极化电场：由极化电荷产生的场强被称为退极化电场。
3、电介质的极化：在电场作用下，电介质内部沿电场方向出现宏观偶极子，在电介质表面出现束缚电荷（极化电荷）的现象。
4、电偶极子：两个相距很近的等量异号点电荷组成的系统。
5、极化强度P：单位体积电介质的电偶极矩矢量总和。
6、电介质的损耗：在电场作用下，电介质将部分电能转变成热能的物理过程。
7、电介质的损耗包括：电导损耗，松弛极化损耗，谐振损耗。
8、电介质的热击穿：在电场作用下，电介质内部热量积累、温度过高而导致失去绝缘能力。
9、电介质的电击穿：电场使电介质中积聚起足够数量和能量的带电质点而导致电介质失去绝缘性能。
二、填空题（每空3分，共30分）：1、一平行板真空电容器，极板的自由电荷面密度为δ，现充以介电系数为εr的介质。
如果板上的自由电荷面密度δ不变，则有：真空时板间场强E=δ/ε0，电位移D= δ ，极化强度P= 0 ；充以介质时场强E= δ/ε0 εr，电位移D= δ ，极化强度P= δ(1-1/εr) ，极化电荷产生的场强为δ(1-εr) /ε0εr。
3、根据电介质的极化微观机理，极化可分为：电子和离子位移极化，偶极子转向极化，热离子松弛极化，空间电荷极化。
1、气体在均匀电场中自持放电的条件：正离子在阴极表面碰撞产生 二次电子 ；非自持放电到自持放电的关系式： （3分）。
2、电介质的击穿包括： 热 击穿， 电 击穿， 电化学 击穿。
三、简述及问答题（共20分）1、已知洛伦兹有效场E e =E （εr +2）/ 3，试推导克劳休斯—莫索缔方程。
解：1、流经实际介质电容器的电流由哪几部分组成？作图说明。
解：电导电流，位移极化电流，松弛极化电流（有功，无功）。
《电介质物理》期末考试卷以及标准答案A
课程名称 ：电介质物理
课时：64
考试时间： 2008 年 1 月 6 日
一、填空（50 分，每空 1 分）
1．电子位移极化率 e 随原子或离子的半径增加而
子数增加而
增大 。
增大
，随价电
2．离子位移极化率 i 与
离子间距立方
成正
比，随温度升高而
增大
。
3．气体介电常数随气体的压力和温度发生变化，这是因为当压力和温度发生变
令 d r 0 可得 d
m ax
1 2
( s
)
2．试证明沿 x3 轴极化的压电陶瓷的压电系数张量为
0 0 0 0 d15 0
0
0
0 d15 0 0
d31 d31 d33 0 0 0
解 ： 压电陶瓷为 4mm 点群，属四方晶系 绕 X3 轴做 4 度旋转操作，下标变换规则为1 2 2 1 3 3 由下标变换关系（此处略） 可知除 d311 d322 ， d 333 ， d123 d132 d 223 d 232 外 其他分量全为零。
极化强度
=
。极化介质的宏观参量与极化粒子的微观参量的关系为 r =
。 11.罗仑兹模型中的球内极化粒子产生的电场假定为
、罗仑兹有效场 e =
。则克劳修斯-莫索谛方程为
。
在光频范围内。Lorentz-Lorenz 方程
。
12．Debye 方程偏离实际电介质的两个原因，其一
漏导
，其二
多弛豫时间
N 0 3 0 M
>1，
则有 r < 0
对于电介质来说显然 r 不可能为无穷大和为负值.
2．试叙述德拜弛豫复介电常数
电介质物理试题及答案高中
电介质物理试题及答案高中一、选择题（每题2分，共20分）1. 电介质的极化现象是由于电介质内部的______。
A. 原子核B. 电子C. 质子D. 离子2. 电容器的电容大小与以下哪个因素无关？A. 两板间的距离B. 两板的面积C. 两板的材料D. 两板间的电压3. 介电常数是描述材料对电场的______能力的物理量。
A. 屏蔽B. 增强C. 减弱D. 传递4. 电介质在电场中极化后，其内部电场强度将______。
A. 增强B. 减弱C. 不变D. 无法确定5. 以下哪个公式描述了电容器的电容与其几何参数的关系？A. \( C = \frac{\varepsilon_0 A}{d} \)B. \( C = \frac{Q}{V} \)C. \( C = \frac{\varepsilon_0 \varepsilon_r A}{d} \)D. \( C = \frac{\varepsilon_r A}{\varepsilon_0 d} \)二、填空题（每空2分，共20分）6. 电介质的极化强度定义为单位体积内的______。
7. 电容器储存能量的能力称为______。
8. 当电介质置于电场中时，其内部电荷重新分布，这种现象称为______。
9. 电容器的电容与两板间的距离成______比，与两板的面积成______比。
10. 介电常数大于1的电介质，其对电场的屏蔽能力比真空______。
三、简答题（每题10分，共30分）11. 解释电介质的极化现象，并说明其对电场的影响。
12. 描述电容器的工作原理，并解释电容是如何影响电容器储存电荷的能力的。
13. 说明介电常数的概念，并解释不同材料的介电常数为何不同。
四、计算题（每题15分，共30分）14. 假设有一个平行板电容器，其两板面积为0.05平方米，板间距离为2毫米，电介质的介电常数为3。
求该电容器的电容。
15. 如果上述电容器两端加上10伏电压，求电容器存储的电荷量。
静电场中的导体和电介质(含答案,大学物理作业,考研真题)
1、一片二氧化钛晶片，其面积为 1.0cm2, 厚度为 0.10mm 。把平行板电容器的两极板紧
贴在晶片两侧。此时电容器的电容为_____________. ；当在电容器的两板上加上 12V 电压时，
极板上的电荷为_____________. ；电容器内的电场强度为_____________ .。（二氧化钛的相
[
]
3、（2018 年暨南大学）将一带电量为 Q 的金属小球靠近一个不带电的金属导体时，则有：
（A）金属导体因静电感应带电，总电量为-Q；
（B）金属导体因感应带电，靠近小球的一端带-Q，远端带+Q；
（C）金属导体两端带等量异号电荷，且电量 q<Q；
（D）当金属小球与金属导体相接触后再分离，金属导体所带电量大于金属小球所带电量。
二、 填空题
1、导体在达到静电平衡时，其导体内部的场强应为______；整个导体（包括导体表面）
的电势应是______；导体表面的场强方向应是______。
2、当空腔导体达到静电平衡时，若腔内无电荷，则给该空腔导体所带的电荷应分布
在
；若腔内有电荷，则空腔导体上的电荷应分布
在
。
3、如图所示，两同心导体球壳，内球壳带电量+q，外球壳带电量-2q。
（C）、使电容增大，但与介质板的位置无关；（D）、使电容增大，但与介质板的位置有关。
[
]
3、（2011 年太原科技大学）两个半径相同的金属球，一为空心，一为实心，把两者各自
孤立时的电容值加以比较，则:
（A）空心球电容值大；
（B）实心球电容值大；
（C）两球电容值相等；
（D）大小关系无法确定
[
]
二、 填空题
（1）若两极上分别带有电荷+Q 和—Q，求各区域的电位移 D，电场强度 E，及电势 U；
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电介质物理学模拟试卷(一)姓名＿＿＿＿＿成绩＿＿＿＿＿一.填充题(36分):1. 写出下列参数的定义式(6分):①电容温度系数αC = ________________________________.②介电系数温度系数αε =_____________________.③松弛时间η =____________________________________.④偶极子转向极化率αd =____________________________.⑤热离子松弛极化率αT=_____________________________.⑥德拜方程_________________________________________.2. 一平行板真空电容器,极板上的电荷面密度为ζ,现填充相对介电系数为εr.的介质.若极板上的自由电荷面密度保持不变.求:①真空时, 平行板介质电容器的场强E0=__________________, 电位移D0=______________,极化强度P0=__________________;②充以电介质时, 平行板介质电容器的场强E介=__________________,电位移D介=______________,极化强度P介=_______________. 极化电荷所产生的场强E极=____________________________.(7分)3. 用极化强度P表示一个相对介电系数为εr. 平行板介质电容器的退极化电场________________________________________________,平均宏观电场__________________________________________________,极板上充电电荷所产生的电场__________________________________________(6分).4. 气体电介质自持放电的条件为___________________________________,其物理意义是__________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________.(7分) 5. 根据瓦格纳的固体电介质热击穿理论,固体电介质发生热击穿时,其数学判断依据是_______________________________________________________________________________________________________________.(4分)6.在双层电介质中,不发生空间电荷极化的条件是________________________________________________________________________________.(2分)7.钙钛矿型结构的离子晶体电介质产生自发极化的条件是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(4分)二.问答题(64分):1.氯化钠型离子晶体在电场作用下将发生电子,离子位移极化.试求其介电系数的温度系数,并解释温度对氯化钠型离子晶体的介电系数的影响.(14分)2.某一电介质具有两个不同的松弛极化时间:①.写出ε’,ε”与频率的关系;②.画出在一定的温度下, ε’,ε” ,tanδ与频率的关系曲线,且标出ε” 和tanδ的极值频率;③.画出在一定的频率下, ε’,ε”的温度关系曲线;④.画出这一介质的柯尔---柯尔图.(20分)3.分析在不均匀电场(针尖对平板电极)中,气体电介质的放电和击穿行为.(14分)4.如何定义铁电晶体的介电系数?为什么?画出测量铁电晶体的电滞回线的电路图和铁电晶体的电滞回线,标明矫顽场强,饱和极化强度,剩余极化强度的位置;说明测量铁电晶体的电滞回线的基本原理.(16分)电介质物理学模拟试卷(二)姓名＿＿＿＿＿成绩＿＿＿＿＿一.填充题（40分）1．克劳休斯—莫索帝方程______________________________________。
(2分)2．电介质中电位移D﹑平均宏观场强E﹑极化强度p的关系式是____________________________________________________________。
(2分)3.加上电场以后,电介质的松弛极化强度P r与时间t的关系____________________________；极化强度达到稳态以后，移去电场，松弛极化强度P r与时间的关___________________________，宏观上表征出来的是________________________________________________________________________________________________________。
(6分)4.电导率γ与温度t的关系_____________________________________。
(4分)5.双层电介质中，不发生空间电荷极化的条件是_________________。
(4分)6.退极化电场可表示为_______________________________________。
(4分)7.依瓦格纳的固体电介质热击穿理论，电介质发生热击穿的数学判断依据________________________________________________________。
(4分)8.一平行板真空电容器，极板上的电荷面密度为ζ，现填以相对介电系数为εr的介质。
若极板上的自由电荷面密度保持不变。
求①.真空时，平行板电容器的场强E=_______________,电位移D=________________,极化强度P=_________________；②.充以电介质时，平行板介质电容器的场E=___________，电位移D=______________，极化强度P=__________________。
极化电荷所产生的场强E=_____________________________________。
(14分)二．问答题（60分）1. 用简原子结构模型,计算电子位移极化率。
作图。
(10分)2.交变电场作用下,电介质的介电系数为什么要用复介电系数描述？如何判断介质是具有松弛极化的极性电介质？导出德拜方程的前提是什么？请绘出ε′、ε″、tanδ与lgω的关系曲线图。
（14分）3.铁电晶体极化强度与电场强度的关系构成电滞回线，试画出观测电滞回线的示意图，电滞回线图。
图中分别标出试样电容，串联电容；矫顽场强，饱和极化强度，剩余极化强度的位置。
简叙观测电滞回线的原理。
(16分)4.详细分析气体电介质的碰撞电离理论。
如何解释气体电介质的自持放电条件.(14分)5.用什么方法可以确定极性电介质的松弛时间是分布函数,对称的还是不对称的.(6分)电介质物理学模拟试卷(三)姓名＿＿＿＿＿成绩＿＿＿＿＿1．一平行板真空电容器，极板上的自由电荷面密度为ζ，现充以介电系数为εr的介质。
若极板上的自由电荷面密度保持不变，则真空时：平行板电容器的场强Ｅ＝__________；电位移Ｄ＝_________，极化强度Ｐ＝____________；充以电介质时：平行板电容器的场强Ｅ＝_________，电位移Ｄ＝_________，极化强度Ｐ＝___________；极化电荷所产生的场强Ｅ＝___________________________________________。
（14分）2．退极化电场是_______________________________________。
用极化强度P表示一相对介电常数为εr的平行板介质电容器的退极化电场__________________________，平均宏观电场________________________，电容器极板上充电电荷所产生的电场______________________。
（8分）3．气体介质自持放电的条件是_________________________。
它的物理意义为__________________________________________________________________。
（8分）4．瓦格纳热击穿理论的数学判断依据______________________________。
（4分）5．为何要研究电介质中的有效电场？他与平均宏观场强有何区别？有效电场是由哪几部分组成的（用文字和数学表达式两种方法叙述）。
（12分）6．在交变电场作用下，电介质的介电系数为什么要用复介电系数述？如何判断介质是具有松弛极化的极性电介质？导出德拜方程的前提是什么？请绘出ε′、ε″、tanδ与lgω的关系曲线图。
（16分)7.已知电导率与温度的关系为γ=Ae-B/T,如何利用这一关系式，用实驗方法求得导电载流子的激活能U。
（12分）8．理想的BaTiO3铁电晶体将会出现哪几种主要的极化形式？BaTiO3铁电晶体具有哪些显著的特征。
钙鈦矿型结构的离子晶体产生自发极化的条件是什么？（12分）9．画出线性、非线性电介质（铁电晶体），在有、无介质损耗时的P~E关系曲线。
（8分）10．流经介质电容器的电流是由哪几部分组成的？且作图表示。
（6分）电介质物理学模拟试卷(四)姓名＿＿＿＿＿成绩＿＿＿＿＿一. 写出下列参数的定义式(10分)1. 电感应偶极矩μ=_____________________________________.(2分)2. 极化率α=____________________________________________.(2分)3. 介电系数温度系数αε=_________________________________.(2分)4. 介质损耗角正切tanδ=_________________________________.(2分)5. 铁电体的微分介电系数εrε0=___________________________________________(2分)二.填充题(20分)1. 介电系数ε与极化率α之间的关系式________________________________.(4分)2. 在双层电介质中,其介电系数和电导率分别为ε1、ε2、γ1、γ2,在加上电压的瞬间,双层电介质中的电场强度按______________________分布,在稳态时, 双层电介质中的电场强度按_________________分布. (4分)3. 铁电晶体是指_________________________且___________________________的晶体. 铁电晶体的铁电性判断依据是__________________________________________________.(4分)4. 具有松弛极化的电介质，加上电场以后，松弛极化强度与时间的关系式为________________________,宏观上表征出来的是____________________________电流. (4分)5. 气体电介质产生碰撞电离的条件是______________________________,由非自持放电转变为自持放电的条件是______________________.(4分)三.简答题(20分)1. 具有自发式极化的铁电晶体有哪些显著的特征?2. 流经介质电容器的电流由哪几部分组成?且作图描述.四.问答和计算题(50分)1. 为何要研究电介质中的有效电场?有效电场指的是什么?它是由哪几部分组成的?并写出具体数学表示式?(16分)2. 在针尖对平板的不均匀电场中，空间电荷随针尖极性的不同将对气体放电产生什么影响?两种情况下的放电电压有何差别?其放电电压与哪些因素有关?(16分)3. 直径为10mm、厚度为1mm的介质电容器，其电容为2000pF，损耗角正切为0.02。