高职静电场精选文档.ppt

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1、高职静电场本讲稿第一页，共十二页2本讲稿第二页，共十二页 电偶极子，指一对等量、异号的点电荷，其间距远电偶极子，指一对等量、异号的点电荷，其间距远小于它们到考察点的距离的点电荷系统。小于它们到考察点的距离的点电荷系统。、电偶极子的场强、电偶极子的场强方向从负电荷指向正电荷方向从负电荷指向正电荷 2 2）电偶极子轴线延长线上）电偶极子轴线延长线上A A点的场强：点的场强：1 1）电偶极矩：）电偶极矩：+-EErrAq-q+LqPrr=3本讲稿第三页，共十二页一一电介质的极化电介质的极化(dielectric polarization)1 1 无极分子的位移极化无极分子的位移极化无外电场时，分子正

2、负电荷中心重合，分子电矩无外电场时，分子正负电荷中心重合，分子电矩 p =0p =0整个介质不带电整个介质不带电加上外电场后，在电场作用下介质分子正负电荷中心不加上外电场后，在电场作用下介质分子正负电荷中心不再重再重合，形成等效电偶极子，分子电矩合，形成等效电偶极子，分子电矩 p 0p 0+fflpeeeE4本讲稿第四页，共十二页2 有极分子的旋转极化（取向极化）有极分子的旋转极化（取向极化）无外电场时，由于分子热运动，有极分子的电偶极矩取无外电场时，由于分子热运动，有极分子的电偶极矩取向不同，整个介质不带电。向不同，整个介质不带电。Pe0+5本讲稿第五页，共十二页有外电场时，有极分子的固有电

3、偶极矩要受到一个力矩有外电场时，有极分子的固有电偶极矩要受到一个力矩作用。在此力矩作用下，使电偶极矩方向转向和外电场作用。在此力矩作用下，使电偶极矩方向转向和外电场方向接近。方向接近。+peffEMp=eE6本讲稿第六页，共十二页 转向后在介质左右两端界面上出现极化电荷。转向后在介质左右两端界面上出现极化电荷。Pe0（此时分子中电子也产生位移，其作用远小于转动，此时分子中电子也产生位移，其作用远小于转动，可忽略）可忽略）E外外+7本讲稿第七页，共十二页 极化：在外电场作用下，均匀介质两侧出现正负束极化：在外电场作用下，均匀介质两侧出现正负束缚电荷层，称为介质的极化。缚电荷层，称为介质的极化。上

4、述两种介质的极化机构不一样，但其宏观效果上述两种介质的极化机构不一样，但其宏观效果完全一样。完全一样。8本讲稿第八页，共十二页在宏观上测量到的是大量分子电偶极矩的统计平均值，在宏观上测量到的是大量分子电偶极矩的统计平均值，（1）定义：定义：介质中某一点的电极化强度矢量等于这一点处介质中某一点的电极化强度矢量等于这一点处单位体积的分子电偶极矩的矢量和。单位体积的分子电偶极矩的矢量和。电极化强度矢量：电极化强度矢量：描述描述介质在电场中各点的极化状态（极化程度和方向）介质在电场中各点的极化状态（极化程度和方向）的的物理量。物理量。三、电极化强度三、电极化强度(polarization)的的单位：单

5、位：:电极化强度电极化强度:分子偶极矩分子偶极矩9本讲稿第九页，共十二页说明：说明：说明：说明：说明：说明：1、真空中、真空中 P=0 ，真空中无电介质。，真空中无电介质。2、导体内、导体内 P=0 ，导体内不存在电偶极子。，导体内不存在电偶极子。宏观无限小微观无限大；宏观无限小微观无限大；注意注意:介质极化介质极化也有均匀极化与也有均匀极化与非均匀极化之分。非均匀极化之分。为了简化计算，假定每个分子的偶极矩都是，为了简化计算，假定每个分子的偶极矩都是，即用平均值代替个体值，这对大量分子进行讨论即用平均值代替个体值，这对大量分子进行讨论时是可以的。时是可以的。在均匀介质内部，任作一个封闭曲面，

6、面内电荷为在均匀介质内部，任作一个封闭曲面，面内电荷为0。即。即极化电荷只分布在非均匀介质中或介质的分界面上。极化电荷只分布在非均匀介质中或介质的分界面上。10本讲稿第十页，共十二页 电介质中的电场电介质中的电场（以平行板电容器为例）（以平行板电容器为例）+_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ +0-+-0 介质中电场介质中电场 E=E。+E E是介质极化后产生的是介质极化后产生的附加场强附加场强 因为因为 P=。E=所以所以 /。=E 由高斯定理知，由高斯定理知，/。=ErrrEE。11本讲稿第十一页，共十二页 则：则：E=E。/令令 1+=称为介质的相对介电常数称为介质的相对介电常数（。=绝对介电常数）绝对介电常数）E=E。/1+E=E。E=E。E 12本讲稿第十二页，共十二页