介质中的电场和磁场.ppt

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1、第10章介质中的电场和磁场一、导体的静电平衡无外电场时10-1静电场中的导体（金属导体）导体的静电感应过程加上外电场后E外导体的静电感应过程加上外电场后E外+导体的静电感应过程加上外电场后E外++导体的静电感应过程加上外电场后E外+++++导体的静电感应过程加上外电场后E外+++导体的静电感应过程加上外电场后E外+++++导体的静电感应过程加上外电场后E外+++++导体的静电感应过程加上外电场后E外+++++++导体的静电感应过程加上外电场后E外++++++导体的静电感应过程加上外电场后E外++++++++导体的静电感应过程+加上外电场

2、后E外+++++++++导体的静电感应过程+加上外电场后E外+++++++++++++++++++导体达到静平衡E外E感感应电荷感应电荷⑴导体内部任意点的场强为零。⑵导体表面附近的场强方向处处与表面垂直。等势体等势面导体内导体表面当导体达到静电平衡状态时，导体内部电场强度处处为零，整个导体是个等势体。金属球放入前电场为一均匀场金属球放入后电力线发生弯曲电场为一非均匀场+++++++推论（1）导体内没有净电荷，未被抵消的净电荷只能分布在导体表面上。++++++++++++++++++++++++++++++++腔体内表面所带的电量和腔内带

3、电体所带的电量等量异号，腔体外表面所带的电量由电荷守恒定律决定。未引入q1时放入q1后腔内有带电体+静电屏蔽接地封闭导体壳（或金属丝网）外部的场不受壳内电荷的影响。封闭导体壳（不论接地与否）内部的电场不受外电场的影响；++++导体表面上的电荷分布情况，不仅与导体表面形状有关，还和它周围存在的其他带电体有关。静电场中的孤立带电体：导体上电荷面密度的大小与该处表面的曲率有关。曲率较大，表面尖而凸出部分，电荷面密度较大曲率较小，表面比较平坦部分，电荷面密度较小曲率为负，表面凹进去的部分，电荷面密度最小导体表面上的电荷分布导线证明:即用导线连接

4、两导体球则表面附近作圆柱形高斯面（2）导体外部近表面处场强方向与该处导体表面垂直，大小与该处导体表面电荷面密度e成正比。尖端放电尖端场强特别强，足以使周围空气分子电离而使空气被击穿，导致“尖端放电”。——形成“电风”电荷守恒定律静电平衡条件电荷分布二、有导体存在时场强和电势的计算例1.已知：导体板A，面积为S、带电量Q，在其旁边放入导体板B。求：(1)A、B上的电荷分布及空间的电场分布(2)将B板接地，求电荷分布a点b点A板B板解方程得:电荷分布场强分布两板之间板左侧板右侧(2)将B板接地，求电荷及场强分布板接地时电荷分布a点b点场强

5、分布电荷分布两板之间两板之外例2.已知R1R2R3qQ求①电荷及场强分布；球心的电势②如用导线连接A、B，再作计算解:由高斯定理得电荷分布场强分布球心的电势场强分布球壳外表面带电②用导线连接A、B，再作计算连接A、B，中和练习已知:两金属板带电分别为q1、q2求：1、2、3、4问题：1、在两板间插入一中性金属平板，求板面的电荷密度。2、如果第三板接地，又如何？3、剪掉第三板接地线，再令第一板接地，又如何？一、介质电容器10-2电介质中的高斯定理电介质——不导电的绝缘物质将真空电容器充满某种电介质电介质的相对电容率（相对介电常数）

6、电介质的电容率（介电常数）电容器的串并联串联等效电容并联等效电容有介质存在时静电场的能量能量体密度有极分子：分子正负电荷中心不重合。无极分子：分子正负电荷中心重合；电介质CH+H+H+H+正负电荷中心重合甲烷分子+正电荷中心负电荷中心H++HO水分子——分子电偶极矩二、电介质的极化1.无极分子的位移极化无外电场时加上外电场后+++++++极化电荷极化电荷2.有极分子的转向极化+++++++++++++++++++++++++++无外电场时电矩取向不同两端面出现极化电荷层转向外电场加上外场三.电介质中的电场1.电极化强度和极化电荷电极化强

7、度(矢量)单位体积内分子电偶极矩的矢量和描述了电介质极化强弱，反映了电介质内分子电偶极矩排列的有序或无序程度。极化电荷和极化强度关系(1)均匀介质极化时，其表面上某点的极化电荷面密度，等于该处电极化强度在外法线上的分量。(2)在电场中，穿过任意闭合曲面的极化强度通量等于该闭合曲面内极化电荷总量的负值。无限大均匀电介质中充满电场空间的各向同性均匀电介质内部的场强大小等于真空中场强的倍，方向与真空中场强方向一致。介质中的场极化电荷的场自由电荷的场2.电介质中的电场四.电位移矢量电介质中的高斯定理自由电荷极化电荷电位移矢量介质中的高斯定理自由

8、电荷通过任意闭合曲面的电位移通量，等于该闭合曲面所包围的自由电荷的代数和。介质中的高斯定理微分形式真空中介质中电位移线大小:方向:切线线线例1.已知:导体板介质求:各介质内的解:设两介质中的分别为由高斯定理