静电场中的电介质.ppt

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1、13-3 静电场中的电介质一一电介质对电容的影响电介质对电容的影响 相对电容率相对电容率二二电介质的极化电介质的极化三三电极化强度电极化强度四四电介质中的电场强度电介质中的电场强度 极化电荷与极化电荷与自由电荷的关系自由电荷的关系五五有介质有介质时的时的高斯高斯定理定理+-一一 电介质对电容的影响电介质对电容的影响 相对电容率相对电容率相对相对电容率电容率电容率电容率+-二二 电介质的极化电介质的极化无极无极分子电介质：（氢、甲烷、石蜡等）分子电介质：（氢、甲烷、石蜡等）有极有极分子电介质：（水、有机玻璃等）分子电介质：（水、有机玻璃等）+-+-三三 电极化强度电极化强度表面表面极化电荷面密度

2、极化电荷面密度:电极化强度电极化强度:分子偶极矩分子偶极矩的的单位：单位：+-+-四四 电介质中的电场强度电介质中的电场强度 极化电荷与自由电荷的关系极化电荷与自由电荷的关系电位移矢量电位移矢量（均匀各相同性介质）（均匀各相同性介质）+-+-电容率电容率有介质有介质时的时的高斯高斯定理定理 五五 有介质有介质时的时的高斯高斯定理定理极化电荷面密度极化电荷面密度电位移矢量电位移矢量（任何任何介质）介质）（均匀均匀介质）介质）有介质时的高斯定理有介质时的高斯定理电容率电容率（均匀均匀介质）介质）有介质时先求有介质时先求 注意注意 例例1 把一块相对电容率把一块相对电容率 的电介质的电介质,放在放在

3、极板间相距极板间相距 的平行平板电容器的两极板之的平行平板电容器的两极板之间间.放入之前放入之前,两极板的电势差是两极板的电势差是 .试求两极试求两极板间电介质内的电场强度板间电介质内的电场强度 ,电极化强度电极化强度 ,极板极板和电介质的电荷面密度和电介质的电荷面密度,电介质内的电位移电介质内的电位移 .解解+-例例2 一平行平板电容器充满两层厚度各为一平行平板电容器充满两层厚度各为 和和 的电介质，它们的相对电容率分别为的电介质，它们的相对电容率分别为 和和 ,极板极板面积为面积为 .求（求（1）电容器的电容；电容器的电容；（2）当极板上的当极板上的自由电荷面密度的值为自由电荷面密度的值为

4、 时，两介质分界面上的极化时，两介质分界面上的极化电荷面密度电荷面密度.-+-解（解（1）+-+-+-（2）例例3 常用的圆柱形电容器，是由半径为常用的圆柱形电容器，是由半径为 的长的长直圆柱导体和同轴的半径为直圆柱导体和同轴的半径为 的薄导体圆筒组成，的薄导体圆筒组成，并在直导体与导体圆筒之间充以相对电容率为并在直导体与导体圆筒之间充以相对电容率为 的的电介质电介质.设直导体和圆筒单位长度上的电荷分别为设直导体和圆筒单位长度上的电荷分别为 和和 .求（求（1）电介质中的电场强度、电位移和极电介质中的电场强度、电位移和极化强度；化强度；（）（）电介质内、外表面的极化电荷面密度；电介质内、外表面的极化电荷面密度；（）（）此圆柱形电容器的电容此圆柱形电容器的电容解（解（1）（）（）由上题可知由上题可知真空圆柱形真空圆柱形电容器电容电容器电容（）（）由（）可知由（）可知单位长度电容单位长度电容