静电场中的电解质.pptVIP

北京大学物理学院王稼军编二电容器及其电容（capacitorandcapacitance）电容器电容的计算1）设两极板分别带电；2）求；3）求；4）求.步骤第29页，共51页，星期日，2025年，2月5日北京大学物理学院王稼军编1.圆柱形电容器.如图所示，圆柱形电容器是由半径分别为和的两同轴圆柱面A和B所构成，且圆柱体的长度l远大于半径之差.两导体之间充满介电常数为的电介质.求此圆柱形电容器的电容.（2）（1）设两导体圆柱面单位长度上分别带电解：++++----由高斯定理得：第30页，共51页，星期日，2025年，2月5日北京大学物理学院王稼军编（4）电容++++----（3）第31页，共51页，星期日，2025年，2月5日AB++++++------（2）两带电平板间的电场强度解（1）设两导体板分别带电2.平板电容器(parallelcapacitor).在真空中，平板电容器由两个彼此靠得很近的平行极板A、B所组成，两极板的面积均为S，两极板间距离为d.且，求此平板电容器的电容.由高斯定理得：第32页，共51页，星期日，2025年，2月5日（3）两带电平板间的电势差（4）平板电容器电容第33页，共51页，星期日，2025年，2月5日＋＋＋＋＋＋＋＋*3.球形电容器(Capacitanceoftwosphericalshells).球形电容器由半径分别为和的两同心金属球壳所组成，若其间填充电容率为?的电介质.解设内球带正电（）外球带负电（）第34页，共51页，星期日，2025年，2月5日第35页，共51页，星期日，2025年，2月5日1.电容器的串联各电容器都带有相同的电量＋三电容器的联接第36页，共51页，星期日，2025年，2月5日北京大学物理学院王稼军编北京大学物理学院王稼军编北京大学物理学院王稼军编关于静电场中的电解质第1页，共51页，星期日，2025年，2月5日电介质极化的微观机制无极分子：正负电荷中心完全重合(H2、N2)微观：电偶极矩p分子＝0，(l=0)宏观：中性不带电↘↗↙→←↓→↗↘↙↙↓↙↗↘±±±±±±±±±±±±±±±有极分子：正负电荷中心不重合(H2O、HCl)微观：电偶极矩p分子?0，(l?0)宏观：中性不带电第2页，共51页，星期日，2025年，2月5日无极分子有极分子极化性质位移极化取向极化后果：出现极化电荷（不能自由移动）→束缚电荷±±±±±±±±±±±±±±±↘↗↙→←↓→↗↘↙↙↓↙↗↘第3页，共51页，星期日，2025年，2月5日极化的描绘：P、q’、E’极化强度矢量P：描述介质在外电场作用下被极化的强弱程度的物理量定义：单位体积内电偶极矩的矢量和介质的体积，宏观小微观大（包含大量分子）介质中一点的P(宏观量)微观量Thedensityofpolarization第4页，共51页，星期日，2025年，2月5日极化电荷极化后果：从原来处处电中性变成出现了宏观的极化电荷可能出现在介质表面（均匀介质）面分布可能出现在整个介质中（非均匀介质）体分布极化电荷会产生电场——附加场（退极化场）极化电荷产生的场外场极化过程中：极化电荷与外场相互影响、相互制约，过程复杂——达到平衡（不讨论过程）平衡时总场决定了介质的极化程度Polarizedcharges第5页，共51页，星期日，2025年，2月5日退极化场E’附加场E’：在电介质内部：附加场与外电场方向相反，削弱在电介质外部：附加场与外电场方向相同，加强第6页，共51页，星期日，2025年，2月5日极化的后果三者从不同角度定量地描绘同一物理现象——极化，之间必有联系，这些关系——电介质极化遵循的规律第7页，共51页，星期日，2025年，2月5日P与q’的关系以位移极化为模型讨论设介质极化时每一个分子中的正电荷中心相对于负电荷中心有一位移l,用q代表正、负电荷的电量,则一个分子的电偶极矩设单位体积内有n个分子——有n个电偶极子在介