第13章导体和电介质存在时的静电场2电介质)PPT课件
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10
[例]半径为R 的金属球带有正电荷q，浸于一 个大油箱中(油的相对介电常数为r)，求球外
的电场分布。
q0 R
r
解: 电场分布球对称性
取半径为r并与金属球
同心的球面S为高斯面
DdSD 4r2
S
q0
11
或
D D
q0
4 r 2
q0
4 r 2
方向沿径向向外
r
0
• 电E介 质D中 的 电 0D场r 分布4为q00 rr2 r0
7
八、D矢量及其高斯定理
1、电位移矢量：
实验结果介质充满电场时： EE0/r
上式乘以 r0
定0义r：E D 0E 0 0rE (2E ) (3 )
D 称 为 电 位 移 矢 量 。 电 介 质 的 介 电 常 数 8
2、介质电场中高斯定理：
●将（2）式进行通量积分：
S0rE d S 0E 0 d S S 内 q(4 ) 根据： D0E0E----电位移
You Know, The More Powerful You Will Be
14
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
15
①、无极分子的极化
E0
pe
诱导电偶极矩
E0
无极分子的极化是由于分子中的正负电荷中心在 外电场作用下发生相对位移的结果 ----位移极化
思考题：13.10 为什么带电的胶木棒能把中性的
纸屑吸Baidu Nhomakorabea起来？
5
2.有极分子的极化
1、电介质的分类
无极分子电介质：无外电 场时分子的正负电荷中心 重合
没有固有电矩的分子称为无极 分子
H
HC H H 甲烷 CH4 pe 0
3
• 有极分子电介质：无外电场
时分子正负电荷中心不重合 H OH pe
具有固有电矩的分
子称为有极分子
水 H2O
pe 0
4
§13-7电介质的极化
2、电介质的极化
f2
pe
E0
E0
f1
有极分子的极化是由于分子偶极子在 外电场的作用下发生转向的结果
----转向极化
6
3、结论
无外场时：电介质中任一小体积元V内无
极化电荷存在。
有外场时：电介质被极化，且外场越强， 电介质极化程度越高。极化电场的方向总 是与原电场的方向相反，这样比起真空时 的电场时减小。
1
六、 电介质对电场的影响
• 电介质：内部几乎没有可以自由运动电荷的物 体，又称为绝缘体
• 实验可以证明：在平行板电容器中充满电介质
时，两板电压
1 、 U U 0 /r , r /0 相 对 介 电 常 数
2、根据电容的定义式 c rc0
3、根据电压和电场强度的关系 EE0/ r
2
七、电介质的极化
SDdSS内q0
自由电荷
----有介质时的高斯定理或 D 的高斯定理
9
讨论：
电位移通量只与闭合曲面所包围的自由电荷 有关，但 D本身与自由电荷和极化电荷都有 关 说明： D是一个辅助物理量，没有明显的物理意 义，
但有介质时，计算 通D量比计算 通量E简便
以上讨论的是各向同性介质， D，E，
方向一致
12
九、电容器的能量
1、带电体的能量
设物体带有电量q时，相应电势为U，将电荷元dq从无
限远处移到该带电体上，外力需作功
dAdq(UU )U dq
●带电体具有的电势能
Q
q qdq
dq
W A0 Udq
U
13
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
[例]半径为R 的金属球带有正电荷q，浸于一 个大油箱中(油的相对介电常数为r)，求球外
的电场分布。
q0 R
r
解: 电场分布球对称性
取半径为r并与金属球
同心的球面S为高斯面
DdSD 4r2
S
q0
11
或
D D
q0
4 r 2
q0
4 r 2
方向沿径向向外
r
0
• 电E介 质D中 的 电 0D场r 分布4为q00 rr2 r0
7
八、D矢量及其高斯定理
1、电位移矢量：
实验结果介质充满电场时： EE0/r
上式乘以 r0
定0义r：E D 0E 0 0rE (2E ) (3 )
D 称 为 电 位 移 矢 量 。 电 介 质 的 介 电 常 数 8
2、介质电场中高斯定理：
●将（2）式进行通量积分：
S0rE d S 0E 0 d S S 内 q(4 ) 根据： D0E0E----电位移
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14
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX
时 间：XX年XX月XX日
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①、无极分子的极化
E0
pe
诱导电偶极矩
E0
无极分子的极化是由于分子中的正负电荷中心在 外电场作用下发生相对位移的结果 ----位移极化
思考题：13.10 为什么带电的胶木棒能把中性的
纸屑吸Baidu Nhomakorabea起来？
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2.有极分子的极化
1、电介质的分类
无极分子电介质：无外电 场时分子的正负电荷中心 重合
没有固有电矩的分子称为无极 分子
H
HC H H 甲烷 CH4 pe 0
3
• 有极分子电介质：无外电场
时分子正负电荷中心不重合 H OH pe
具有固有电矩的分
子称为有极分子
水 H2O
pe 0
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§13-7电介质的极化
2、电介质的极化
f2
pe
E0
E0
f1
有极分子的极化是由于分子偶极子在 外电场的作用下发生转向的结果
----转向极化
6
3、结论
无外场时：电介质中任一小体积元V内无
极化电荷存在。
有外场时：电介质被极化，且外场越强， 电介质极化程度越高。极化电场的方向总 是与原电场的方向相反，这样比起真空时 的电场时减小。
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六、 电介质对电场的影响
• 电介质：内部几乎没有可以自由运动电荷的物 体，又称为绝缘体
• 实验可以证明：在平行板电容器中充满电介质
时，两板电压
1 、 U U 0 /r , r /0 相 对 介 电 常 数
2、根据电容的定义式 c rc0
3、根据电压和电场强度的关系 EE0/ r
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七、电介质的极化
SDdSS内q0
自由电荷
----有介质时的高斯定理或 D 的高斯定理
9
讨论：
电位移通量只与闭合曲面所包围的自由电荷 有关，但 D本身与自由电荷和极化电荷都有 关 说明： D是一个辅助物理量，没有明显的物理意 义，
但有介质时，计算 通D量比计算 通量E简便
以上讨论的是各向同性介质， D，E，
方向一致
12
九、电容器的能量
1、带电体的能量
设物体带有电量q时，相应电势为U，将电荷元dq从无
限远处移到该带电体上，外力需作功
dAdq(UU )U dq
●带电体具有的电势能
Q
q qdq
dq
W A0 Udq
U
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写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More