静电场中的电介质.ppt

关于静电场中的电介质第1页，共32页，星期日，2025年，2月5日1.导体内无净电荷（ρ=0），电荷只分布于导体表面.实心导体空腔、腔内无电荷空腔、腔内有电荷2.导体表面电荷面密度与表面紧邻处场强成正比.3.孤立导体σ与表面曲率有关.第2页，共32页，星期日，2025年，2月5日有导体存在时的分布导体上的电荷分布计算分布（方法同前）静电平衡条件电荷守恒定律求解思路：第3页，共32页，星期日，2025年，2月5日练习：若带电带电，求：〈1〉图中1，2，3，4各区域的和分布，并画出和曲线.〈2〉若将球与球壳用导线连接，情况如何？〈3〉若将外球壳接地，情况如何？第4页，共32页，星期日，2025年，2月5日1第5页，共32页，星期日，2025年，2月5日曲线r第6页，共32页，星期日，2025年，2月5日2若将球与球壳用导线连接，情况如何？第7页，共32页，星期日，2025年，2月5日3若将外球壳接地，情况如何？第8页，共32页，星期日，2025年，2月5日[例三]内半径为的导体球壳原来不带电，在腔内离球心距离为处，固定一电量的点电荷，用导线将球壳接地后再撤去地线，求球心处电势.解：〈1〉画出未接地前的电荷分布图.腔内壁非均匀分布的负电荷对外效应等效于：在与同位置处置.++++++++--------第9页，共32页，星期日，2025年，2月5日〈3〉由叠加法求球心处电势.〈2〉外壳接地后电荷分布如何变化？++++++++----------------内壁电荷分布不变00==++==+外壁外壁内壁地壳qUUUUUq第10页，共32页，星期日，2025年，2月5日本讲：静电场中的电介质（难点）要点：1.电介质的极化及其描述.2.介质中的高斯定理,矢量.3.求解电介质中的的电场.静电场与物质的相互作用：静电场中的导体、电介质（绝缘体）上讲:静电场中的导体第11页，共32页，星期日，2025年，2月5日e+物质结构中存在着正负电荷1.电介质的分类§9.7静电场中的电介质一.电介质的极化及其描述+-无极分子无极分子电介质+-有极分子有极分子电介质第12页，共32页，星期日，2025年，2月5日无极分子电介质2.极化现象无外场+-+-+-+-+-+-外场中(位移极化)出现束缚电荷和附加电场+-----++++-+第13页，共32页，星期日，2025年，2月5日有极分子电介质位移极化和转向极化微观机制不同，宏观效果相同。统一描述出现束缚电荷(面电荷、体电荷)无外场+-外场中(转向极化)出现束缚电荷和附加电场+-H第14页，共32页，星期日，2025年，2月5日实例：均匀介质球在均匀外场中的极化非均匀场，在介质球内与外场反向。在介质球外可能与外场同向或反向。在介质球内削弱外场。第15页，共32页，星期日，2025年，2月5日3.金属导体和电介质比较有大量的自由电子基本无自由电子，正负电荷只能在分子范围内相对运动金属导体特征电介质（绝缘体）模型与电场的相互作用宏观效果“电子气”电偶极子静电感应有极分子电介质:无极分子电介质:转向极化位移极化静电平衡导体内导体表面感应电荷内部：分子偶极矩矢量和不为零出现束缚电荷（极化电荷）第16页，共32页，星期日，2025年，2月5日4.极化现象的描述1）从分子偶极矩角度单位体积内分子偶极矩矢量和——极化强度.实验规律介质极化率总场设分子数密度：n极化后每个分子的偶极矩:空间矢量函数第17页，共32页，星期日，2025年，2月5日作如图斜圆柱-+s2）从束缚电荷角度-+电介质表面出现的束缚电荷层求移过面元dS的电量，即如图斜圆柱内的束缚电荷电量dqχ:由介质的性质决定，与E无关。在各向同性均匀介质中为常数。第18页，共32页，星期日，2025年，2月5日极化面电荷密度等于极化强度的外法线分量极化强度：-+dq′第19页，共32页，星期日，2025年，2月5日介质非均匀极化时，出现极化