导体与电介质学习教案

1、会计学1导体导体(dot)与电介质与电介质第一页，共9页。任何导体，只要它们带电量不变，则其电位是不变的。任何导体，只要它们带电量不变，则其电位是不变的。 （ ）一导体的电位为零，则该导体不带电。一导体的电位为零，则该导体不带电。 （ ）接地导体都不带电。（接地导体都不带电。（ ）第1页/共9页第二页，共9页。2.3.2. 2.3.2. 静电场中的电介质静电场中的电介质 电介质在外电场电介质在外电场E E作用下发生极化作用下发生极化(j hu)(j hu)，形成有向排列的电偶，形成有向排列的电偶极矩；极矩； 电介质内部和表面产生极化电介质内部和表面产生极化(j hu)(j hu)电荷；电荷；

2、极化极化(j hu)(j hu)电荷与自由电荷都是产生电场的源。电荷与自由电荷都是产生电场的源。（a a） 极化前的介质分极化前的介质分子子 dEext（b b） 极化后形成电偶极极化后形成电偶极子子第2页/共9页第三页，共9页。用极化用极化(j hu)(j hu)强度强度P P 表示电介质的极化表示电介质的极化(j hu)(j hu)程程度，即度，即VVeqeqVddlim0ppPC/m2电偶极矩体密度电偶极矩体密度(md)(md) 式中式中 为体积元为体积元 内电偶极矩的矢量和，内电偶极矩的矢量和，P 的方向从的方向从负极化电荷指向正极化电荷。负极化电荷指向正极化电荷。 Veqeqpp第3

3、页/共9页第四页，共9页。zyxoS P (r)V ne0r dVeqPdrPVeq)d(drPp体积元体积元 的等效元电矩为的等效元电矩为 VdRRRR112e上式利用了上式利用了矢量关系矢量关系VVRd1)(41)(0rPrp 一个一个(y (y )电偶极子产生的电电偶极子产生的电位位204rrpep2.3.3. 2.3.3. 极化介质的附加电场极化介质的附加电场(din (din chng)chng)效应效应RVVRRRReq14)d(d4)(4)(d)(d02020rPerPerprp则则 zyxr roR = r - - rdVS P (r)V ne)(drpeqPd0P第4页/共9

4、页第五页，共9页。RRR)()(1)(rPrPrP利用矢量利用矢量(shling)(shling)恒等恒等式作变换式作变换sVnVVVRsRVRVRd)(41d)(41d)(d)(41)(000rPerPrPrPrpVVRd1)(41)(0rPrp定义极化电荷体密度定义极化电荷体密度(md)(md)和面密和面密度度(md)(md)分别为分别为)(rPpnperP)(SpVpSVd)(41d)(41)(00rrrrrrrp第5页/共9页第六页，共9页。SpVpppSVd)(41d)(41 )(3030rrrrrrrrrrrESpVpSVd)(41d)(41)(00rrrrrrrp 这就是电介质极

5、化后，由面极化电荷这就是电介质极化后，由面极化电荷 和体极化电荷和体极化电荷 共同作用在共同作用在真空真空 中产生的电位。中产生的电位。p0P第6页/共9页第七页，共9页。 根据电荷根据电荷(dinh)(dinh)守恒原理，这两部分极化电荷守恒原理，这两部分极化电荷(dinh)(dinh)的总和的总和0dSdVVSnePP0)()(41)(VSpfpfdSdVrrrrr 有电介质存在的场域中，任一点的电位有电介质存在的场域中，任一点的电位(din wi)(din wi)及电场强度表示为及电场强度表示为330) )() )(41)(VSpfpfdSdVrrrrrrrrrEpfEEE空间空间(kngjin)(kngjin)任一点的电场任一点的电场为合成场，即为合成场，即0E静电场恒为无旋场静电场恒为无旋场第7页/共9页第八页，共9页。均匀均匀：媒质参数不随空间坐标：媒质参数不随空间坐标（x , y, z）而变化。而变化。 实验结果表明，在各向同性、线性、均匀介质中极化实验结果表明，在各向同性、线性、均匀介质中极化(j hu)(j hu)强度强度P P 与该点的电场强度与该点的电场强度E E 成正比，即成正比，即EP0e各向同性各向同性：媒质的特性不随电场的方向而改变：媒质的特性不随电场的方向而改变, ,反之称为反之称为 各向异性；各向异性； 线性线