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1、1 第第 2 节节 静电场中的电介质静电场中的电介质 一、介质的结构一、介质的结构 绝缘介质绝缘介质 无极分子电介质无极分子电介质 有极分子电介质有极分子电介质 无无 0mP0mP外外 电电 eg. ， eg. ， 2H2N4CHOH2SH23NH场场 ，电中性，电中性 ，电中性，电中性 0mP0mP二、介质中的电场二、介质中的电场 ABAB真空真空 介质介质 dd0UrUU/0= dUE/00)/(/0dUdUErrE/0 ：相对介电常数，：相对介电常数，：介电常数，真空：介电常数，真空： r1r0r1r， 1r0EE 三、介质的极化过程三、介质的极化过程 1、无极分子电介质、无极分子电介质
2、 各向同性均匀各向同性均匀 E0E束缚电荷、极化电荷束缚电荷、极化电荷 ，、反方向，反方向， EEE0E0E0EE 位移极化位移极化 2、有极分子电介质、有极分子电介质 qF各向同性均匀各向同性均匀 0EFqE0EQQQQ2 ，、反方向，反方向， EEE0E0E0EE 取向极化（为主）取向极化（为主）+位移极化位移极化 四、四、的高斯定理的高斯定理 DSr（1） 00ErrEE 00，=（2） EEE0 00E0EEEE0 00 =，=，= r000 rr)11 (r= 内iSqSdE01 0)( SrS 0 内f rq01，定义：电位移矢量，定义：电位移矢量 内fSrqSdE0EEDr0：总
3、电场强度，真空：总电场强度，真空： EED0的高斯定理的高斯定理 内fSqSdD D注意（注意（1）仅与仅与有关，与束缚电荷无关有关，与束缚电荷无关 内fSDqSdD 内fq但但、与所有电荷及其分布有关与所有电荷及其分布有关 DE（2） 内iSqSdE01 内fSqSdD有电介质时后者应用更方便有电介质时后者应用更方便 （3）、对比：对比： DE各向同性均匀电介质：各向同性均匀电介质：， EEDr0EEDr0没有具体的物理意义没有具体的物理意义 D， 0Ll dE0Ll dD电荷受力，介质极化，电势、电势差由电荷受力，介质极化，电势、电势差由决定决定 E电势：电势：，电势差，电势差 RPPl
4、dEUQPPQl dEU静电场静电场线的性质：线的性质： D“由正自由电荷发出，终止于负自由电荷，在无自由正自由电荷发出，终止于负自由电荷，在无自 由电荷区域，由电荷区域，线不能中断，任意两条线不能中断，任意两条线不相交。线不相交。 ” DD3 （4），：撤去介质时的电场强度：撤去介质时的电场强度 rEE/00E成立的条件：成立的条件： 各向同性均匀电介质充满整个电场存在空间，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或虽未充满，但介质界面必须是等势面 充满：充满： QQQrQrEE/0rEE/0QrEE/0未充满，介质界面是等势面：未充满，介质界面是等势面：
5、 Q01EE 101/rEEQrEE/02202/rEE03EE Q不成立的情况：不成立的情况： Q101/rEEQrEE0 102EE 10 1 rEE20 2 rEEQQ202/rEE例：确定有介质时，导体表面附近例：确定有介质时，导体表面附近 Dn的的、和导体表面自由电荷和导体表面自由电荷 DErS 面密度面密度的关系的关系 解：均匀电介质解：均匀电介质 ED0,DE导体表面附近导体表面附近导体表面导体表面 导体导体 DE,0n= SSdDSdSDcos=+= 侧dSDcos上dSDcos下dSDcosSDS， DEEDr0 rE0， 0nD00 0nnEr 4 真空：真空：，的单位：的单位： 0nD0 0nED2/mC例：介质球均匀带电，介电常数例：介质球均匀带电，介电常数，球外为真空，球外为真空 求：求：、，画出，画出、曲线曲线 DErD rE OR解：解：(1)、 Rr =， SSdD QRrD32 34424 rQD， ED02 04rQE(2)、 Rr =， SSdD32 344rrDrD3EDrE 3DE21 rD 21 rE RrRr 除非特别指明，不要把带电体看作导体或电介质，除非特别指明，不要把带电体看作导体或电介质， 介电常数用介电常数用，电荷应理解为自由电荷，电荷应理解为自由电荷0
