大学物理课件第5章 静电场 5-5 静电场中的介质

真空中
E0
0 0
充入电介质 实验测得:
E: 介质中的场强 E0: 真空中的场强 εr: 介质的相对电容率
E E0 r
一般 ：εr >1，所以E < E0
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静电场
0
0
E0
0
0
E ?
εr
5-5 静电场中的电介质
真空中
Q 0,D 0E
EdS
S
Qi自由
0
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5-5 静电场中的电介质
静电场
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5-5 静电场中的电介质
静电场
无极分子：位移极化 有极分子：取向极化
0
0
E0
无极分子 有极分子
无外电场 有外电场
pi0, pi0pi0, pi0 pi0, pi0pi0, pi0
5-5 静电场中的电介质
静电场
一 电介质
由大量电中性的分子组成的绝缘体 特点 宏观：电阻很大
微观：自由电子很少；分子中的正负电荷束缚很紧 与导体的区别：导体中具有大量的自由电子
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5-5 静电场中的电介质
电介质对电场的影响
0 +++++++++++ - - - - - - - - - - -
Q'极化 rr 1Q自由
r
EdS Q自由
S
0r
+++++++++++ 0 - - - - - - - - - - -
电容率 0r
引入电位移矢量D 0rE E
有介质时的高斯定理 பைடு நூலகம்D d S Q i自 由
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5-5 静电场中的电介质
静电场
有介质时的高斯定理 S D d S Q i 自 由
静电场中，通过任一闭合曲面的电位移通量等于该面包 含自由电荷的代数和
讨 论 D0rE ，D 与自由电荷和极化电荷有关
D dS(D 通 量 ) ，仅与闭合面内自由电荷有关 S
r E E E 0
+++++++++++ 0 - - - - - - - - - - -
r 1 r
0
Q
r
r
1
Q0
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静电场
四 有介质存在时的高斯定理
S SEdS10(Q 自 由Q 极 化 )
静电场
二 电介质的极化
无极分子电介质：分子正负电荷中心重合 （氢H2、甲烷CH4、石蜡等）
甲烷分子 C H 4
+H
正负电荷 中心重合
+H C +H
+H
分子电偶极矩 pe 0
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静电场
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-
+
-
+
-
+
- E +
-
+
介质中的场强
E
E0
E
E0
r
介质内部场强比真空场强小
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静电场
三 极化电荷与自由电荷的关系
E
E0
E 0
E E0
E0
r0 0
E
r 1
r
E0
0 +++++++++++ - - - - - - - - - - -