西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)10-8 电介质

第2节 静电场中的电介质 一、介质的结构 绝缘介质 无极分子电介质 有极分子电介质 无 万m=0 - 卫n≠0 外 电 eg.H2,N2,CHa eg.H,O,H,S,NH 场 ∑万=0,电中性 ∑万=0,电中性 二、介质中的电场 ++ 众质 U J=U E。=Uo/d E=Uld=Ul(s,d)=Eol8 6,:相对介电常数,6>1,6=6,:介电常数,真空:6,=1 E,>1,∴.E<Eo 三、介质的极化过程 1、无极分子电介质 各向同性均匀 束缚电荷、极化电荷 E=E。+E,E、E。反方向,E<E。 位移极化 2、有极分子电介质 9 各向同性均匀
1 第 2 节 静电场中的电介质 一、介质的结构 绝缘介质 无极分子电介质 有极分子电介质 无 0 Pm Pm 0 外 电 eg. H2 , N2 ,CH4 eg. H2O, H2S , NH3 场 Pm 0,电中性 ,电中性 Pm 0 二、介质中的电场 A B A B 真空 介质 d d U0 U U r / 0 E0 U0 / d E U / d U0 /( rd) = E r / 0 r :相对介电常数, r 1, r 0 :介电常数,真空: r 1 r 1, E E0 三、介质的极化过程 1、无极分子电介质 各向同性均匀 E E0 束缚电荷、极化电荷 E E E, 、 反方向, 0 E E0 E E0 位移极化 2、有极分子电介质 q F 各向同性均匀 E0 F q E E0 Q Q Q Q

E=E。+E,E、E。反方向,E<E。 取向极化(为主)+位移极化 四、D的高斯定理 + E=Bo=a (1) E=E+E,E。=g, C,E=E。-E=g-g(2) E080 =g-g,g=-g,=0-g=1- 806,8060 fEs=∑q-o-S--12g 80内 Eo6,E08,内 「65,EdS=∑9,定义:电位移矢量D=6e,E=E E:总电场强度,真空:D=6nE 一D的高斯定理 注意(1)中D=5D.压=∑9,仅与∑9有关,与束缚电荷无关 但D、E与所有电荷及其分布有关 2》E=2D.w-29 有电介质时后者应用更方便 (3)D、E对比: 各向同性均匀电介质:D=65E=E,D=66,E=E D没有具体的物理意义 fEdi=0,Ddi≠0 电荷受力,介质极化,电势、电势差由E决定 电势:Up=∫Edi,电势差Uo=∫E.di 静电场D线的性质: “由正自由电荷发出,终止于负自由电荷,在无自 由电荷区域,D线不能中断,任意两条D线不相交
2 E E E, 、 反方向, 0 E E0 E E0 取向极化(为主)+位移极化 四、 D 的高斯定理 S r (1) 0 0 E r r E E 0 0 E E E, , , = (2) 0 0 0 E 0 E E E E 0 0 0 = , = , = r 0 0 0 r r ) 1 (1 r = = = 内 i S E dS q 0 1 0 ( ) S r S 0 内 f r q 0 1 ,定义:电位移矢量 内 f S rE dS q 0 D rE E 0 E :总电场强度,真空: D E 0 的高斯定理 内 f S D dS q D 注意(1) 仅与 有关,与束缚电荷无关 内 f S D D dS q 内 f q 但 D 、 与所有电荷及其分布有关 E (2) 内 i S E dS q 0 1 内 f S D dS q 有电介质时后者应用更方便 (3) D 、 对比: E 各向同性均匀电介质: D rE E , 0 D 0 rE E D 没有具体的物理意义 0, L E dl 0 L D dl 电荷受力,介质极化,电势、电势差由 E 决定 电势: ,电势差 R P P U E dl Q P PQ U E dl 静电场 D 线的性质: “由正自由电荷发出,终止于负自由电荷,在无自 由电荷区域, D 线不能中断,任意两条 线不相交。” D

(4)E=E。/8,E。:撤去介质时的电场强度 成立的条件: 各向同性均匀电介质充满整个电场存在空间, 或虽未充满,但介质界面必须是等势面 充满: -QE=E 未充满,介质界面是等势面: E=E ZZZ☑ E3=Eo 不成立的情况: E,卡E E≠ E E,≠E。 E,≠ 例:确定有介质时,导体表面附近 的D、E和导体表面自由电荷 面密度σ的关系 解:均匀电介质D=E E,D=0 导体表面附近E,D1导体表面 导体 D.ds=Dcoses =Dcosais+∫Dcos@dS+∫Dcos&S=DAS=AS D=G,D=E0E,E=SE,E=G= D=m,E=0i,=9元 E06
3 (4) E E0 / r , :撤去介质时的电场强度 E0 成立的条件: 各向同性均匀电介质充满整个电场存在空间, 或虽未充满,但介质界面必须是等势面 充满: Q Q Q r Q E E r / 0 E E r / 0 Q E E r / 0 未充满,介质界面是等势面: Q E1 E0 1 0 1 / E E r Q E E r / 2 0 2 0 2 / E E r E3 E0 Q 不成立的情况: Q 1 0 1 / E E r Q r E E 0 1 E2 E0 1 0 1 r E E 2 0 2 rE E Q Q 2 0 2 / E E r 例:确定有介质时,导体表面附近 D n 的 D 、 和导体表面自由电荷 E r S 面密度 的关系 解:均匀电介质 D E E,D 0 导体表面附近 E D 导体表面 导体 , n0 = S D dS S DcosdS = + + = = 侧 DcosdS 上 DcosdS 下 DcosdS DS S D , D 0 rE E , r E 0 D n0 , 0 0 0 E n n r

真空:D=om,E=C元,D的单位:C1m2 例:介质球均匀带电,介电常数ε,球外为真空 求:D、E,画出D~r、E~r曲线 2 解:()r>R D.dS-D4m-4R-Q,D=0 2 40.2 D=6E,E=e 4n62 (2)、r<R D.dS=D4m=p m,D= 4 3 D=&EE=Pr D E R R 除非特别指明,不要把带电体看作导体或电介质, 介电常数用8。,电荷应理解为自由电荷 4
4 真空: D n0 , , 的单位: 0 0 E n D 2 C / m 例:介质球均匀带电,介电常数 ,球外为真空 求: D 、 ,画出 、 曲线 E D ~ r E ~ r O R 解:(1)、r R = , S D dS D r R Q 2 3 3 4 4 2 4 r Q D D 0E , 2 4 0r Q E (2)、r R = , S D dS 2 3 3 4 D4r r D r 3 D E E r 3 D E 2 1 r D 2 1 r E R r R r 除非特别指明,不要把带电体看作导体或电介质, 介电常数用 0 ,电荷应理解为自由电荷
按次数下载不扣除下载券;
注册用户24小时内重复下载只扣除一次;
顺序:VIP每日次数-->可用次数-->下载券;
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)10-7 导体.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)10-6 静电场习题课I.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)10-5 场强与电势的关系.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)10-4 静电力的功 电势能.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)10-3 场强计算与高斯定理习题课.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)10-2 电通量与高斯定理.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)10-1 库仑定律、静电场.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)10-10 静电场习题课II.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程试卷习题(上)模拟试题3(含参考答案).pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程试卷习题(上)模拟试题2(含参考答案).pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程试卷习题(上)模拟试题1(含参考答案).pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程阅读材料(上)形象理解洛伦兹变换.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程阅读材料(上)平行轴定理的证明.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(上)09 刚体定轴转动运动学.doc
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(上)08 质点和质点系动力学习题课.doc
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(上)07 势能、功能原理、机械能守恒定律.doc
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(上)06 功、动能定理.doc
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(上)05 动量、冲量、动量定理.doc
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(上)04 牛顿定律、惯性力.doc
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(上)03 质点运动学问题求解.doc
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)10-9 电容 电容器.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)11-1 稳恒电流的磁场.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)11-2 运动电荷的磁场.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)11-3 磁通量.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)11-4 安培环路定理.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)11-5 磁场对电流的作用.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)11-6 磁场对运动电荷的作用.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)11-7 磁介质.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)12-1 法拉第定律.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)12-2 动生电动势.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)12-3 感生电动势与涡旋电场.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)12-4 自感.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)12-5 互感.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)12-6 磁场的能量.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)12-7 位移电流.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)13-1 光学概述、双缝干涉、光程差.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)13-2 薄膜干涉、牛顿环、麦克尔逊干涉仪.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)13-3 单缝衍射、圆孔衍射.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)13-4 光栅衍射.pdf
- 西安电子科技大学:《大学物理》课程教学讲义(下)13-5 光的偏振.pdf