電介質(zhì)極化,電介質(zhì)中高斯定理,電位移矢量(第8次課)

能量密度不均勻電場(chǎng)中（適用于所有電場(chǎng)）電容器儲(chǔ)能2/7/20231第8章靜電場(chǎng)10章靜電場(chǎng)-電介質(zhì)已知帶電導(dǎo)體球，半徑為R，帶電量為QRQ它所產(chǎn)生的電場(chǎng)中儲(chǔ)藏的電場(chǎng)能量解r求例取體積元2/7/20232第8章靜電場(chǎng)10章靜電場(chǎng)-電介質(zhì)§10.9靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)一.電介質(zhì)(放在電場(chǎng)中的)電介質(zhì)電場(chǎng)導(dǎo)電能力極差的物質(zhì)可自由移動(dòng)的電荷很少,電阻率超過(guò)108Ωm2/7/20233第8章靜電場(chǎng)10章靜電場(chǎng)-電介質(zhì)二.電介質(zhì)的極化束縛電荷（極化電荷）無(wú)極分子有極分子+

-無(wú)外場(chǎng)時(shí)（熱運(yùn)動(dòng)）整體對(duì)外不顯電性(無(wú)極分子電介質(zhì))(有極分子電介質(zhì))1.電介質(zhì)分子的電結(jié)構(gòu)分子的固有電矩2/7/20234第8章靜電場(chǎng)10章靜電場(chǎng)-電介質(zhì)-------+++++++有外場(chǎng)時(shí)(無(wú)極分子)

位移極化(有極分子)

取向極化束縛電荷′束縛電荷′

無(wú)極分子電介質(zhì)

有極分子電介質(zhì)′2.電介質(zhì)的極化束縛電荷-′FFE0+

-2/7/20235第8章靜電場(chǎng)10章靜電場(chǎng)-電介質(zhì)實(shí)驗(yàn)r—電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)結(jié)論:介質(zhì)充滿電場(chǎng)或介質(zhì)表面為等勢(shì)面時(shí)介質(zhì)中電場(chǎng)減弱-------+++++++′3.附加電場(chǎng)r+Q-Q++++++++++++++++----------------2/7/20236第8章靜電場(chǎng)10章靜電場(chǎng)-電介質(zhì)三.電介質(zhì)的高斯定理電位移矢量

無(wú)電介質(zhì)時(shí)加入電介質(zhì)r+++++++++---------+++++++++++++++++--------------------—介質(zhì)的介電常數(shù)令：2/7/20237第8章靜電場(chǎng)10章靜電場(chǎng)-電介質(zhì)

通過(guò)高斯面的電位移通量等于高斯面所包圍的自由電荷的代數(shù)和，與極化電荷及高斯面外電荷無(wú)關(guān)。1.電介質(zhì)的高斯定理2.電位移矢量(1).對(duì)于各向同性電介質(zhì),(2).介質(zhì)充滿電場(chǎng)或介質(zhì)表面為等勢(shì)面時(shí)2/7/20238第8章靜電場(chǎng)10章靜電場(chǎng)-電介質(zhì)四.介質(zhì)中的電場(chǎng)能量密度(3).電位移線與電場(chǎng)線在介質(zhì)和真空的界面或不同介質(zhì)的界面,電場(chǎng)線不連續(xù),電位移線連續(xù).2/7/20239第8章靜電場(chǎng)10章靜電場(chǎng)-電介質(zhì)例平行板電容器，其中充有兩種均勻電介質(zhì)。求(1)各電介質(zhì)層中的場(chǎng)強(qiáng)(2)極板間電勢(shì)差解做一個(gè)圓柱形高斯面同理，做一個(gè)圓柱形高斯面2/7/202310第8章靜電場(chǎng)10章靜電場(chǎng)-電介質(zhì)?

各電介質(zhì)層中的場(chǎng)強(qiáng)不同?相當(dāng)于電容器的串聯(lián)2/7/202311第8章靜電場(chǎng)10章靜電場(chǎng)-電介質(zhì)平板電容器中充介質(zhì)的另一種情況考慮到?

各電介質(zhì)層中的場(chǎng)強(qiáng)相同?相當(dāng)于電容器的并聯(lián)2/7/202312第8章靜電場(chǎng)10章靜電場(chǎng)-電介質(zhì)例一單芯同軸電纜的中心為一半徑為R1的金屬導(dǎo)線，外層一金屬層。其中充有相對(duì)介電常數(shù)為r

的固體介質(zhì)，當(dāng)給電纜加一電壓后，E1=2.5E2，若介