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导体内任一点场强为零 （3） （4） 由以上四个方程可解得： . . 9－2 静电场中的电介质 电介质就是绝缘体 无极分子电介质 有极分子电介质 无极分子：分子正负电荷中心重合. C H + H + H + H + 甲烷分子 分子电偶极矩） 有极分子：分子正负电荷中心不重合. + 正电荷中心 负电荷 中心 H + + H O 水分子 1.无极分子的极化（位移极化） E=0 p E 外电场 9.2.1电介质极化 E 电介质在外场作用下,在垂直于电场方向的介质 表面产生极化电荷。 电解质的极化现象 极化电荷 2、有极分子的转向（取向）极化 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 无外电场时电矩取向不同 两端面出现 极化电荷层 转向外电场 无论是有极分子的极化，还是无极分子的极化，虽然电介质极化的微观机理不尽相同，但在宏观上都表现为电介质表面出现了极化面电荷。 E 9.2.2、电介质中的高斯定理 电介质内部无净电荷，但极化电荷在内部空间产生电场。 极化电荷在内部空间产生的电场： 外电场场强： 电介质内部合场强为： E E 电介质内部合场强为： 实验证明： 称为电介质的相对电容率（或相对介电常数）。 分析平行板电容器充电后内部电介质极化 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 当两板间为真空时，极板上自由电荷产生的场强： 当两板间充满介质时，电介质表面极化电荷产生的电场： 由场强叠加原理得，极板间电介质内部场强为： 大小： 又 （1） （2） - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 由以上两式得： 合场强 E 的方向与E0相同 总是小于 说明： 电介质中的高斯定理 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 令： 电位移矢量 高斯定理 通过任意闭合曲面的电位移通量，等于该闭合曲面内所包围自由电荷的代数和。 有介质时的高斯定理表述 通量只与S内的自由电荷有关，与极化电荷无关。 2.只有在各向同性均匀电介质中 1. 说明： 例题2：半径为R的金属球，带电量为q （ q 0）浸在相对电容率为εr的均匀电介质中，求（1）球外的电场E；（2）贴近金属球的电介质表面的束缚电荷；（3）球内的电势。 解： 1、 ∵电场分布具有球对称性， r R o + + + + + + + + + + + + r ε p ∴取以r为半径的球面为高斯面。 有介质时的高斯定理应用 2、 分布具有球对称性 介质中的场强 或 或 r R o + + + + + + + + + + + + r ε p 3、 电场分布 E=0 rR rR 球内 R o + + + + + + + + + + + + r ε P r 9—3 电容器 电场能量 电容器（capacitor）：顾名思义，是“装电的容器”；是电子设备中大量使用的电子元件之一，基本功能是充电和放电，广泛应用于隔直，耦合，旁路，滤波，调谐回路和 能量转换、控制电路等方面。 电场能量：电场是一种特殊的物质，以能量 形式分布于空间。 9.3.1 电容器的电容 电容：是表征电容器容纳电荷本领的物理量。 说明：电容的大小仅与导体的形状、相对位置、其间的电介质有关. 与所带电荷量及是否带点无关. 电容器分孤立导体电容器和导体组合电容器。 一 孤立导体电容器的电容 例如： 孤立的导体球的电容 地球 单位 定义：孤立导体的电容大小等于导体单位电势所带电量。 二 导体组合电容器的电容 电容器电容 导体组合电容器通常由两块导体板组成，工作时 带有等量异性电荷。一板所带电荷为电容器电量。 9.3.2常用电容器及其电容 1. 真空平行板电容器 2. 圆柱形电容器 3.球形电容器的电容 1. 真空平行板电容器 + + + +++ - - - - - - （2）两带电平板间的电场强度 （1）设两导体板分别带电 （3）两带电平板间的电势差 （4）平板电容器电容 * * * * * * 第九章 静电场中的导体和电介质 静电场中的导体 静电场中的电介质 导体、半导体和绝缘体 根据导电性能，将物体分成： 绝缘体又称电介质 + + + + 无外电场作用的导体 正负电荷在金属中均匀分布, 对外呈电中性。 9.1 静电场中的导体 静电平衡 + + + + + 9.1.1 静电感应 静电平衡 感应电荷 静电现象 导体放入静电场中 均匀电场 E 静电现象对电场的影响 金属球放入后电力线发生弯曲 电场不再是均匀电场 + + + +