大学物理课件 10-03.ppt

§10.3 静电场中的电介质 一.电介质对电场的影响 电介质: 绝缘体 (放在电场中的)电介质 电场 ?r 实验 ?r —电介质的相对介电常数 结论: 介质充满电场或介质表面为等势面时 +Q -Q + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - 介质中电场减弱 二.电介质的极化 束缚电荷 无极分子 有极分子 ? + - 无外场时（热运动） 整体对外 不显电性 (无极分子电介质) (有极分子电介质) - - - - - - - + + + + + + + 有外场时 (分子) 位移极化 (分子) 取向极化 束缚电荷?′ 束缚电荷?′ ? 无极分子电介质 ? 有极分子电介质 ?′ 三.电介质的高斯定理 电位移矢量 ? 无电介质时 ? 加入电介质 ?r + + + + + + + + + - - - - - - - - - ? —介电常数 令： + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 通过高斯面的电位移通量等于高斯面所包围的自由电荷 的代数和，与极化电荷及高斯面外电荷无关。 ? 比较 一个带正电的金属球，半径为R 电量为q ，浸在一个大油箱中，油的相对介电常数为?r 。 例 求 解 取半径为r的高斯同心球面 电场强度和电势 则有 ?r + + + + + + + + + - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 两平行金属板之间充满相对介电常数为?r 的各向同性均匀电介质,金属板上的自由电荷面密度为?0 。 两金属板之间的电场强度和介质表面的束缚电荷面密度. 解 求 例 一平行板电容器，两极板间距为b、面积为S ，其中置一厚度为t 的平板均匀电介质，其相对介电常数为?r 。 例 求 解 求该电容器的电容C 。 b 根据定义： 设极板电荷面密度为?、-? 由高斯定理可得： 空气隙中 介质中 例 平行板电容器，其中充有两种均匀电介质。 求 (1) 各电介质层中的场强 (2) 极板间电势差 解 做一个圆柱形高斯面 同理，做一个圆柱形高斯面 ? 各电介质层中的场强不同 ? 相当于电容器的串联 平板电容器中充介质的另一种情况 由极板内为等势体 考虑到 ? 各电介质层中的场强相同 ? 相当于电容器的并联