静电场中的电介质(2014年).ppt

电介质存在时的高斯定律所以而六、有介质时的高斯定理电介质的介电常数或电容率。介质中的场强为真空中场强的1/?r倍；介质中的场强为自由电荷单独产生的场强的1/?r倍；介质中的场强为原来场强的1/?r倍；介质中的场强等于真空中的场强。1.一平行板真空电容器，充电到一定电压后与电源切断，把相对介质常数为?r的均匀电介质充满电容器。则下列说法中不正确的是01若高斯面内的自由电荷总量为零，则面上各点的D必为零。若高斯面上各点的D为零，则面内自由电荷总量必为零。若高斯面上各点的E为零，则面内自由电荷及极化电荷总量分别为零。高斯面的D通量仅与面内自由电荷的代数和有关。2.下列说法正确的是：02六、有介质时的高斯定理六、有介质时的高斯定理3.在各向同性的电介质中，当外电场不是很强时，电极化强度，式中的应是：（A）自由电荷产生的电场强度。（B）束缚电荷产生的电场强度。（C）自由电荷与束缚电荷共同产生的电场强度。（D）当地的分子电偶极子产生的电场强度。4.一平行板电容器，充电后与电源保持连接，然后使两极板间充满相对介电常数为?r的各向同性均匀电介质，这时两极板上的电量是原来的（）倍；电场强度是原来的（）倍；电场能量是原来的（）倍。5.一平行板电容器两板充满各向同性均匀电介质，已知相对介电常数为?r，若极板上的自由电荷面密度为?，则介质中电位移的大小D=（），电场强度的大小E=（）。01概述02电介质内部结构与偶极子03电介质的极化04极化强度05极化电荷06有电介质时的高斯定律07电容器的能量第三章静电场中的电介质概述电介质也即绝缘体特点是分子中正负电荷束缚得很紧，内部几乎没有自由电荷，不导电，但在电场中会受到电场的影响，反过来也会影响原有电场的分布。概述实验事实金属平板两极板间的电压为U0，此时维持极板上的电荷Q不变，使两极板间充满均匀的各向同性的电介质，由实验可测得两极板间电压。概述相对介电常数（相对电容率）?r是一个没有单位的、大于1的纯数，称为电介质的相对介电常数或相对电容率，是表征电介质电学性质的。12概述对电场的影响把两边同除以d,有即概述上式表明：插入电介质后两极板间电压减少，电场减弱。电场减弱的原因可用电介质与外电场的相互影响，从微观结构上来解释。12二、电介质内部结构与偶极子电介质的内部结构（1）电偶极子（电矩）-q+q二、电介质内部结构与偶极子（2）有极分子无外电场时，分子的正、负电荷中心不重合，分子具有固有偶极距。例如：H2O、HCl、CO、SO2。+q-q无极分子无外电场时，分子的正、负电荷中心重合，分子没有固有电偶极矩。例如：CO2、H2、N2、O2、He、CH4。电介质内部结构与偶极子二、电介质内部结构与偶极子*二、电介质内部结构与偶极子有极分子无极分子1.无电场时宏观呈电中性热运动—杂乱排列—二、电介质内部结构与偶极子*2.有电场时电介质发生极化—有极分子介质位移极化无极分子介质取向极化均匀均匀－＋－＋－＋－＋－＋－＋宏观呈电性电介质内部结构与偶极子结论：极化的总效果是介质边缘出现电荷分布！由于这些电荷仍束缚在每个分子中，所以称之为束缚电荷或极化电荷。12二、电介质内部结构与偶极子P是矢量，它是表征电偶极子整体电性质的重要物理量。-q1.电偶极子（电矩）+q二、电介质内部结构与偶极子2.电偶极子电场中任意一点的电势二、电介质内部结构与偶极子2.电偶极子电场中任意一点的电势二、电介质内部结构与偶极子*连线上的场：中垂线上的场：3.电偶极子在两个特殊点上的电场面极化电荷（或面束缚电荷）在外电场中，介质表面要出现电荷，这种电荷不能离开电介质到其它带电体，也不能在电介质内部自由移动，称为面束缚电荷或面极化电荷。在外电场作用下，电介质出现束缚电荷的现象称为电介质的极化。三、电介质的极化三、电介质的极化在电介质内部的宏观微小的区域内，正负电荷的电量仍相等，因而仍表现为电中性。三、电介质的极化1.就有极分子电介质和无极分子电介质的极化现象而论（A）两类电介质极化的微观过程不同，宏观结果也不同。（B）两类电介质极化的微观过程相同，宏观结果