大学物理教学课件：4.静电场

1、18311831年年古希腊语：古希腊语：elektron电磁学发展简史电磁学发展简史第四章第四章 静电场静电场 恒定电场恒定电场静电场静电场-相对于观察者静止的电荷产生的电场相对于观察者静止的电荷产生的电场如何认识静电场呢？如何认识静电场呢？2.电荷的量子性电荷的量子性Ce1910)6004000. 02189602. 1 (),3 ,2, 1(nneQ盖尔盖尔曼提出夸克模型曼提出夸克模型:e31e32电子电量的绝对值：电子电量的绝对值：电荷量（电量）：带电体所带电荷的多少。电荷量（电量）：带电体所带电荷的多少。电荷量总是以一个基本单元的整倍数出现。电荷量总是以一个基本单元的整倍数出现。电子电

2、量电子电量ld 1221208.85 10c N m21F 1q2qr21 r21F21 r12204q qr库仑定律库仑定律和和万有引力定律万有引力定律都是都是平方反比规律平方反比规律，从数量，从数量级上比较，引力要弱得多，在氢原子内，电子和质子之级上比较，引力要弱得多，在氢原子内，电子和质子之间的静电力与万有引力的比值为间的静电力与万有引力的比值为2.261039。按量子理论，在氢原子中，核外电子快速地运动着，按量子理论，在氢原子中，核外电子快速地运动着，并以一定的概率出现在原子核（质子并以一定的概率出现在原子核（质子的周围各处，的周围各处，在基态下，电子在半径在基态下，电子在半径的球面附

3、的球面附近出现的概率最大近出现的概率最大.问题问题:原子核内质子之间具有原子核内质子之间具有强大的静电排斥力强大的静电排斥力，万万有引力又不能与之抗衡有引力又不能与之抗衡，为什么还能保持稳定？，为什么还能保持稳定？0 0e e2 22 21 14 4e eF Fr r= =g g12122 2m mm mFGFGr r= =N8-1022. 8N47-1063. 3391026. 2geFF两种观点两种观点直接作用观点直接作用观点间接作用观点间接作用观点即场的观点即场的观点电荷电荷 1电荷电荷 2电荷电荷 1电荷电荷 2电场电场电场电场电荷之间的相互作用力是如何产生的？电荷之间的相互作用力是如

4、何产生的？1.电场：电荷周围空间具有特殊形态和物理性质的电场：电荷周围空间具有特殊形态和物理性质的物质。物质。共性：具有能量、动量等。共性：具有能量、动量等。特性：不是由分子、原子等实物粒子组成，可迭代。特性：不是由分子、原子等实物粒子组成，可迭代。二电场强度二电场强度 (electric field intensity)对电场的定量分析对电场的定量分析试验电荷试验电荷(test charge)：带电量：带电量足够小足够小的的点电荷点电荷实验证明实验证明置于电场中某点的试验电荷将受到置于电场中某点的试验电荷将受到源电荷源电荷q作用的作用的电场力；电场力；力的大小力的大小与与试验电荷的电量试验电

5、荷的电量成成正比正比，而该力与试，而该力与试验电荷电量的验电荷电量的比值比值则则与试验电荷无关与试验电荷无关，是一个，是一个仅由仅由源电荷产生的电场源电荷产生的电场决定的物理量。决定的物理量。用这个物理量作为描写电场的用这个物理量作为描写电场的场量场量，称为，称为电场强电场强度度(简称简称场强场强)，其定义为：，其定义为：不影响原带电体电荷分布不影响原带电体电荷分布不影响被测量电场不影响被测量电场AFq0BFABq00qFE 大小：大小：方方向向一一致致方方向向：正正电电荷荷在在该该点点 F0qFEEqF11mV CN例例：求点电荷：求点电荷q的电场分布的电场分布解解:1）在任意点）在任意点P

6、放置一试探电荷放置一试探电荷q0 2）q、q0 之间的库仑作用力之间的库仑作用力rrqqF4200rrqqFE4200Eq0q3）q 的的 分布为分布为E沿着半径方向，垂直于球面。沿着半径方向，垂直于球面。以以q为球心的球面上场强大小相同。为球心的球面上场强大小相同。距离增大，场强减小。距离增大，场强减小。1.点电荷系电场中某点的场强点电荷系电场中某点的场强 以三个点电荷为例以三个点电荷为例0FEq1230FFFq 123EEE 点电荷系电场中某点的场强等于各个点电荷单独存点电荷系电场中某点的场强等于各个点电荷单独存在时该点场强的矢量和在时该点场强的矢量和场强叠加原理场强叠加原理iiEE0q1

7、q3q2q1F3F2FQdE矢量积分dqr dErrdqEdE420rrdqEd420121212222000111444iiiqqqErrrrrr2qiq1qnqir irPiiEE2014iiiiqErriEqrrqE 4dd20 电荷连续均匀分布情况电荷连续均匀分布情况rrqEE 4dd20电荷电荷体体密度密度VqddqdEdrPrrVEV 4d20点点 处电场强度处电场强度PqPsd电荷电荷面面密度密度sqddrrsES 4d20ql d电荷电荷线线密度密度lqddrrlEl 4d20EdrEdrPxqyxzoPRrrerlE20d 41dEEd由对称性有由对称性有iEExR解解 例例

8、1 1 正电荷正电荷 均匀分布在半径为均匀分布在半径为 的圆环上的圆环上. .计算在环的轴线上任一点计算在环的轴线上任一点 的电场强度的电场强度. .qPlqdd) 2(RqxqyxzoRrlqddrerlE20d 41dP) 2(RqcosddEEEllxrxrl204dRrlx2030 4d23220)( 4Rxqx23220)( 4RxqxExqyxzoRrlqddPE讨讨 论论Rx （1 1）20 4xqE（点电荷电场强度）（点电荷电场强度）RxxE22, 0dd（3 3）R22R22Eox0,00Ex（2 2）0,0Ex23220)( 4 RxxqE20 RqEdRRqd2d例例2

9、2 均匀带电薄圆盘轴线上的电场强度均匀带电薄圆盘轴线上的电场强度. . 有一半径为有一半径为 , ,电荷均匀分布的薄圆盘电荷均匀分布的薄圆盘, ,其电荷面其电荷面密度为密度为 . . 求通过盘心且垂直盘面的轴线上任意一点求通过盘心且垂直盘面的轴线上任意一点处的电场强度处的电场强度. .0RxPRRd2/122)(Rx 23220)( 4 ddRxxqEx23220)(d2RxRxRxyzo0R解解 由例由例xEEd)1 (22020RxxE0RxyzoEdRPRd002/3220)(d2RRxRRx23220)(d2dRxRxREx0Rx 02E0Rx 204xqE（点电荷电场强度）（点电荷电

10、场强度）讨讨 论论22021220211)1 (xRxR无限大均匀带电无限大均匀带电平面的电场强度平面的电场强度)1 (22020RxxEqqqq电偶极矩（电矩）电偶极矩（电矩）0rqpp四、四、 电偶极子的电场强度电偶极子的电场强度0r电偶极子的轴电偶极子的轴0r 讨讨 论论（1）电偶极子轴线延长线上一点的电场强度电偶极子轴线延长线上一点的电场强度20r20rAxOxEEirxqE200)2( 41irxqE200)2( 41irxxrqEEE220200)4(2 40rx ixqrE3002 41302 41xpqqEE20r20rAxOxqq0r （2 2）电偶极子轴线的中垂线上一点的电

11、场强度电偶极子轴线的中垂线上一点的电场强度EEErrxyBy20 41rqE20 41rqE大小大小cos2coscosEEEE大小：大小：方向：方向： 沿沿x轴负方向轴负方向2/ 320200)4( 41ryqrE0ry 300 41yiqrE30 41ypqq0rEEErrxyBy20200202)2(22cos)2(ryrrrryrcos2 EEcos4120rq五、电场线五、电场线 （电场的图示法）（电场的图示法） 1 1） 曲线上每一点曲线上每一点切线切线方向为该点电场方向方向为该点电场方向, , 2 2） 通过垂直于电场方向单位面积电场线数为通过垂直于电场方向单位面积电场线数为该点

12、电场强度的大小该点电场强度的大小. .SNEEd/d规规 定定ES+qq2+ + + + + + + + + + + + 电场线特性电场线特性 1 1） 始于正电荷始于正电荷, ,止于负电荷止于负电荷( (或来自无穷远或来自无穷远, ,去去向无穷远向无穷远).). 2 2） 电场线不相交电场线不相交. . 3 3） 静电场电场线不闭合静电场电场线不闭合. . 场的源场的源 场的蜗旋场的蜗旋1、场的特性、场的特性2、源激发场的能力、源激发场的能力S /SEEESESESEESEcosEE 非均匀电场强度电通量非均匀电场强度电通量 SdEeed0d,2e220d,2e11SEdde 为封闭曲面为封

13、闭曲面SSdE1dS2dS22E11EsSEdcosSSSESEdcosde 闭合曲面的电场强度通量闭合曲面的电场强度通量SEdddde2e1eE1dS2dS22E11E 例例1 如图所示如图所示 ，有一，有一个三棱柱体放置在电场强度个三棱柱体放置在电场强度 的匀强电的匀强电场中场中 . 求通过此三棱柱体的求通过此三棱柱体的电场强度通量电场强度通量 .1CN200iExyzEoxyzEoPQRNM解解下右左后前eeeeee 下后前eee 0dsSE左左左左ESESsSEcosd enenene左右右右ESESsSEcosd e0 eeeeee下右左后前2SE 2S1SoRESESSdE121R

14、EES三、高斯定理三、高斯定理SESdESESdEErdsq q处于球面的中心处于球面的中心qSS穿出曲面穿出曲面S的电场线的电场线一定穿出曲面一定穿出曲面SSqq处于任意闭合曲面外处于任意闭合曲面外 穿穿入入曲面曲面S的电场线的电场线一定穿一定穿出出S q处于任意闭合曲面以内处于任意闭合曲面以内0qSdESE0qSdESE0SESdE 由多个点电荷产生的电场由多个点电荷产生的电场21EEE SiiSSESEdde （外）内）iSiiSiSESEdd( 内）（内）(0e1diiiSiqSE0d （外）iSiSE1qiq2qsSdE)(0e1d内SiiSqSE010iq 0E 有净电场线从闭合面

15、内有净电场线从闭合面内发出发出0iq 0E 有净电场线到闭合面内有净电场线到闭合面内终止终止-静电场是有源场静电场是有源场(从正电荷发出，终止于负电荷从正电荷发出，终止于负电荷)若若若若2 2）高斯面上的电场强度为高斯面上的电场强度为所有所有内外内外电荷的电荷的总总电电场强度。场强度。3 3）通过高斯面的电通量只与闭合面内的电荷量通过高斯面的电通量只与闭合面内的电荷量有关。有关。1 1）高斯面为封闭曲面。高斯面为封闭曲面。5 5）当电场分布具有对称性时，可以用高斯定理求当电场分布具有对称性时，可以用高斯定理求场强分布。场强分布。4 4）穿进高斯面的电场强度通量为正，穿出为负。穿进高斯面的电场强

16、度通量为正，穿出为负。总总 结结)(0e1d内SiiSqSE1S2S3Sqq01e1dqSES02e03eq 在点电荷在点电荷 和和 的静电场中，做如下的三的静电场中，做如下的三个闭合面个闭合面 求求通过各闭合面的电通量通过各闭合面的电通量 . .,321SSSqq讨论讨论 将将 从从 移到移到2qABePs点点 电场强度是否变化电场强度是否变化？穿过高斯面穿过高斯面 的的 有否变化有否变化？2q2qABs1qP*+OR例例1 1 均匀带电球壳的电场强度均匀带电球壳的电场强度0d1SSE0 E02dQSESr1S20 4rQE02 4QErr2s 一半径为一半径为 , 均匀带电均匀带电 的薄球

17、的薄球壳壳 . 求球壳内外任意点的电场强求球壳内外任意点的电场强 度度.RQ20 4RQrRoE（1）Rr 0Rr（2）解解: :对称性分析 作高斯面球面具有球对称ERq例例2均匀带电球体的电场。已知均匀带电球体的电场。已知R、q0E330214RqrrE解:对称性分析 作高斯面球面具有球对称E24d2rEdSESESSE33)(S3434rRqqi内)(01d2内SiSqSERr 场强304RqrE+024qrERq+Rr 24d2rEdSESESSEqqi)(S 内)(01d2内SiSqSE20r4qE EroR20R4qRr 204qrRr 304qrR+oxyz例例3 3 无限长均匀带

18、电直线的电场强度无限长均匀带电直线的电场强度下底）上底）柱面）(dd dsssSESESE选取闭合的柱形高斯面选取闭合的柱形高斯面 无限长均匀带电直线，单位长度上的电荷，即无限长均匀带电直线，单位长度上的电荷，即电荷线密度为电荷线密度为 ，求距直线为，求距直线为 处的电场强度处的电场强度. .r对称性分析：对称性分析：轴对称轴对称解解hSSEd柱面）(dsSEneneneE+r0)(01hqSi内rE0 20 2hrhE 柱面）(ddsSSESE+oxyzhneE+r+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

19、+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 例例4 无限大均匀带电平面的电场强度无限大均匀带电平面的电场强度 无限大均匀带电平面，单位面积上的电荷，即电无限大均匀带电平面，单位面积上的电荷，即电荷面密度为荷面密度为 ，求距平面为，求距平面为 处的电场强度处的电场强度. .r选取闭合的柱形高斯面选取闭合的柱形高斯面02E对称性分析：对称性分析： 垂直平面垂直平面E解解0dSSES底面积底面积+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

20、+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + SEESSS20SE 02EEEEExEO)0(000000讨讨 论论无无限限大大带带电电平平面面的的电电场场叠叠加加问问题题)(01d2内SiSEqSE)(01d2内SiSEqSE0FEq d204rqEer 点电荷电场叠加原理点电荷电场叠加原理解题基本思路解题基本思路 分析电场强度方向分析电场强度方向 矢量积分简化为普通积分矢量积分简化为普通积分d01iSSESq 内内分析电场是否具有对称性分析电场是否具有对称性取合适的高斯面取合适的高斯面（封闭面）（封闭面）分别求方程的左边和右边从而求分别

21、求方程的左边和右边从而求E解题基本思路解题基本思路0204BArrqqdrr0q Edr0BAAq Edr0011()4ABqqrr与路径无关。Aq0qrldrdArABrBEdlcosEqdlFdA0 0204qqdrrnq1nqiq2q1qbLabLaablEqlFA)(0)(ddbLaniilEq)(10d)(nibLailEq1)(0dEABbLabLalEqlEq)(0)(021ddaLbbLalEqlEq)(0)(021dd0l dEql dFA00l dE-无旋场无旋场Eab0qpapbEEabWWabAmg h0babaAq E dlpEpW0babaAqE dlabWWpW

22、a0aaadlEqAWWW a0adlEqWaW0q0aWq0qaE dl0p0pd qWqWlEBAAB( (积分大小与积分大小与 无关无关) )0q2 2 电势电势E0qABBABAUlEUd 0pqWUBB点电势点电势B0pqWUAA点电势点电势ABAABWWlEqpp0d（ 为参考电势，值任选）为参考电势，值任选）BUBABAUlEUd 令令0BUABAlEUd 电势零点选择方法：电势零点选择方法：有限带电体以无穷远为电势有限带电体以无穷远为电势零点，实际问题中常选择地球电势为零零点，实际问题中常选择地球电势为零. .AAlEUd ABBAABlEUUUd 电势差电势差lEUUAAd0

23、 点 物理意义物理意义 把单位正试验电荷从点把单位正试验电荷从点 移到无穷远移到无穷远时，静电场力所作的功时，静电场力所作的功. . A( (将单位正电荷从将单位正电荷从 移到移到 电场力作的功电场力作的功.).)ABABBAABlEUUUd 电势差电势差 电势差是绝对的，与电势零点的选择无关；电势差是绝对的，与电势零点的选择无关；电势大小是相对的，与电势零点的选择有关电势大小是相对的，与电势零点的选择有关. .注意注意ABBAABUqUqUqW000 静电场力的功静电场力的功J10602. 1eV119原子物理中能量单位原子物理中能量单位 电势单位：电势单位： 伏特伏特）（VqrldE3 3

24、 点电荷的电势点电荷的电势rrqE30 4令令0VrrEdrlEUdrqU0 4rd0, 00, 0UqUqrrrq20 4d1q2q3q4 4 电势的叠加原理电势的叠加原理 点电荷系点电荷系iiEEAAlEUdlEiAidiiiiAiArqUU04 电荷连续分布电荷连续分布rqUA0 4dA1r1E2r3r2E3EqEdrPVqddqd求电势求电势的方法的方法rqUA0 4d 利用利用 若已知在积分路径上若已知在积分路径上 的函数表达式，的函数表达式， 则则ElEUUAAd0 点（利用了点电荷电势（利用了点电荷电势 ，这一结果已选无限远处为电势零点，即使这一结果已选无限远处为电势零点，即使用

25、此公式的前提条件为用此公式的前提条件为有限大有限大带电体且选带电体且选无限远无限远处为电势零点处为电势零点. .）rqU0 4/讨论讨论RlqrUP 2d 41d0rqRlqrUP00 4 2d 41220 4Rxq+Rr 例例1 正电荷正电荷 均匀分布在半径为均匀分布在半径为 的细圆环上的细圆环上. 求求圆环圆环轴线上距环心为轴线上距环心为 处点处点 的电势的电势.qRxPldxPRlqlq 2dddoyzxRqUx00 40 ，xqURxP0 4 ，220 4RxqUP讨讨 论论Rq04xoV21220)( 4RxqRox)( 2220 xRx22rx xPrrqd 2drrdRPrxrr

26、U0220d 2 41Rx xRxRx2222xQU0 4（点点电荷电势）电荷电势） 均匀带电薄圆盘轴线上的电势均匀带电薄圆盘轴线上的电势例例2 2 均匀带电球壳的电势均匀带电球壳的电势. .+QR真空中，有一带电为真空中，有一带电为 ，半径为，半径为 的带电球壳的带电球壳.QR试求（试求（1）球壳外两点间的电势差；（）球壳外两点间的电势差；（2）球壳内两点）球壳内两点间的电势差；（间的电势差；（3）球壳外任意点的电势；（）球壳外任意点的电势；（4）球壳）球壳内任意点的电势内任意点的电势.解解rerqERr202 4，01ERr，（1）BABArrrEUUd2BArrrreerrQ20d 4)

27、11( 40BArrQrorerdABArrBr0d1BABArrrEUU（3）Rr ,Br0U令令rQ0 4rrrQd 420rrErUd)(2外（2）Rr +QRrorerdABArrBr（4）Rr RrERrrErrErUddd)(21内RQ0 4rQrU0 4)(外RQrU0 4)(内RQ0 4RroVrQ0 4例例3 “无限长无限长”带电直导线的电势带电直导线的电势解解BABAUlEUd orBBrPr令令0BUBPrrrEUdBrrrrerd20rrBln20能否选能否选 ？0U金属导体在不受外电场作用时，自由电子只作热金属导体在不受外电场作用时，自由电子只作热运动，不发生运动，不

28、发生 宏观电荷的迁移宏观电荷的迁移，因而整个金属导，因而整个金属导体的任何宏观部分都呈体的任何宏观部分都呈电中性电中性状态状态+导体导体 - -内部有大量可以自由移动的自由电子的物体内部有大量可以自由移动的自由电子的物体+一一 静电感应静电感应 静电平衡条件静电平衡条件感应电荷感应电荷当把金属导体放入场强为E0的静电场中后，金属导体中的自由电子在外电场的作用下作定向运动。由静电感应现象所产生的电荷称为感应电荷。+0E00EEE0E+E0E0E导体内电场强度导体内电场强度外电场强度外电场强度感应电荷电场强度感应电荷电场强度时，导体达到静电平衡当0EE+ +导体是等势体导体是等势体nee静电平衡条

29、件静电平衡条件（1 1）导体内部任何一点处的电场强度为零；）导体内部任何一点处的电场强度为零；（2 2）导体表面处的电场强度的方向）导体表面处的电场强度的方向, ,都与导体表面垂直都与导体表面垂直. .Eld 导体表面是等势面导体表面是等势面0d lEU 导体内部电势相等导体内部电势相等0d ABABlEUlEdAB二二 静电平衡时导体上电荷的分布静电平衡时导体上电荷的分布+结论结论 导体内部无净电荷导体内部无净电荷00diSqSE00diSqSE，0E1实心导体实心导体2有空腔导体有空腔导体0iqS 空腔内无电荷空腔内无电荷S电荷分布在表面上电荷分布在表面上内表面上有电荷吗？内表面上有电荷吗

30、？0d lEUABAB若内表面带电若内表面带电所以内表面所以内表面不不带电带电S+-AB 结论结论 电荷分布在外表面上（内表面无电荷）电荷分布在外表面上（内表面无电荷）-+-矛盾矛盾0diSqSE，导体是等势体导体是等势体0d lEUABABq 空腔内有电荷空腔内有电荷q2S00d1iSqSE，qq内qQ1S电荷分布在表面上电荷分布在表面上内表面上有电荷吗？内表面上有电荷吗？00d2iSqSE， 结论结论 当空腔内有电荷当空腔内有电荷 时时,内表面因静电感应出内表面因静电感应出现等值异号的电荷现等值异号的电荷 ，外表面有感应电荷外表面有感应电荷 （电荷（电荷守恒）守恒）qqq+E 为表面电荷面

31、密度为表面电荷面密度 作钱币形高斯面作钱币形高斯面 S S3 3导体表面电场强度与电荷面密度的关系导体表面电场强度与电荷面密度的关系0dSSES0SSE0E 表面电场强度的大表面电场强度的大小与该表面电荷面密度小与该表面电荷面密度成正比成正比0E-+注意注意 导体表面电荷密度与导体形状以及周围环境有关导体表面电荷密度与导体形状以及周围环境有关. .EE;,0E0E带电导体尖端附近电场最强带电导体尖端附近电场最强 带电导体尖端附近的电场特带电导体尖端附近的电场特别大，可使尖端附近的空气发生别大，可使尖端附近的空气发生电离而成为导体产生放电现象，电离而成为导体产生放电现象，即即尖端放电尖端放电 .

32、 尖端放电现象尖端放电现象 E尖端放电现象的利用尖端放电现象的利用尖端放电现象的尖端放电现象的利利与与弊弊 尖端放电会损耗电能尖端放电会损耗电能, 还会干扰精密测量和对通还会干扰精密测量和对通讯产生讯产生危害危害 . 然而尖端放电也有很广泛的然而尖端放电也有很广泛的应用应用 .三三 静电屏蔽静电屏蔽 1 1屏蔽外电场屏蔽外电场E外电场外电场 空腔导体可以屏蔽外电场空腔导体可以屏蔽外电场, , 使空腔内物体不受外电使空腔内物体不受外电场影响场影响. .这时这时, ,整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等整个空腔导体和腔内的电势也必处处相等. .E空腔导体屏蔽外电场空腔导体屏蔽外电场q 接地空腔导体

33、接地空腔导体将使外部空间不受将使外部空间不受空腔内的电场影响空腔内的电场影响. 问：问：空间各部空间各部分的电场强度如何分的电场强度如何分布分布 ？接地导体电势为零接地导体电势为零q 2 2屏蔽腔内电场屏蔽腔内电场+q1R2R3Rqq 例例 有一外半径有一外半径 和内半径和内半径 的金属球壳，在球壳内放一半径的金属球壳，在球壳内放一半径 的同心金属的同心金属球壳，若使球壳和金属球壳均带有球壳，若使球壳和金属球壳均带有 的正电荷，的正电荷，问问 两球体上的电荷如何分布？球心的电势为多少？两球体上的电荷如何分布？球心的电势为多少？ cm101Rcm72Rcm53RC108q解解 根据静电平衡的条件

34、求电荷分布根据静电平衡的条件求电荷分布)(031RrE0S2232d,qSERrR作球形高斯面作球形高斯面2S2024rqE1S2Sr作球形高斯面作球形高斯面1S1R2R3R)(031RrE)(423202RrRrqE根据静电平衡条件根据静电平衡条件)(0213RrRE0d0S33iiqSE00S412d,4qqSERrii)(421204rRrqE3Sr4Srqqq20dlEUO112233dddd43201RRRRRRlElElElE)( 031RrE)(423202RrRrqE)( 0213RrRE)( 421204rRrqEV1031. 2)211(431230RRRqUO1R2R3R

35、qqq2 rruu0rEE00uu+Q-Q+-1r-+0EE整体对外整体对外不显电性不显电性( (无极分子电介质无极分子电介质) )( (有极分子电介质有极分子电介质) )0EEE0EEEr-+0EEE0EEE0r 绝对介电常数（介电常数）绝对介电常数（介电常数）相对介电常数相对介电常数实验结论rEE0rEE0qq0q0qS0EE0001qSdES) (100qqSdES0001qSdES001qSdErSEEDr0qq0q0qS单位单位C/m2001qSdErS0001qSdESiiSqSdD0- -同时描述电场和电介质极化的复合矢量。同时描述电场和电介质极化的复合矢量。 电位移线与电场线电

36、位移线与电场线性质不同。性质不同。一、电容器的电容一、电容器的电容2.作用：隔直、高频旁路、滤波等。作用：隔直、高频旁路、滤波等。1.构成：相距很近、等间距充满介质的金属导体板构成：相距很近、等间距充满介质的金属导体板组成。组成。储存电荷的装置储存电荷的装置平板、球形、圆柱形。平板、球形、圆柱形。ABABA A B B二、电容器二、电容器电容器电容电容器电容UQUUQCBA 电容的大小仅与导体的电容的大小仅与导体的形状形状、相对位置相对位置、其间的、其间的电电介质介质有关有关. . 与所带电荷量与所带电荷量无关无关. .AUBUQQlEUABABddS例：例：平板电容器平板电容器+ + + +QQ-SQE00（2）两带电平板间的电场强度两带电平板间的电场强度（1）设设两导体板分别带电两导体板分别带电QSQdEdU0（3）两带电平板间的电势差两带电平板间的电势差dSUQC0（4）平板电容器电容平板电容器电容l电容器电容的计算电容器电容的计算1 1）设两极板分别带电设两极板分别带电