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1、静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质本课时教学基本要求本课时教学基本要求 了解电介质的极化过程及特点。掌握有电介质了解电介质的极化过程及特点。掌握有电介质存在时的高斯定理。存在时的高斯定理。10.3 静电场中的电介质静电场中的电介质一、电介质：一、电介质： 电介质就是通常所说的绝缘体电介质就是通常所说的绝缘体真空中的导体和电介质真空中的导体和电介质二、电介质的极化：二、电介质的极化：分两大类：无极分子与分两大类：无极分子与有极分子电介质的极化有极分子电介质的极化无极分子无极分子:位移极化位移极化, 有极分子有极分子:取向极化取向极化出现出现:极化电荷或束缚电荷极化电荷或束缚电荷,分子电
2、矩分子电矩 p=ql真空中的导体和电介质真空中的导体和电介质在静电场中平衡时：在静电场中平衡时：1.内部电场强度不为零；内部电场强度不为零；2.电介质表面出现极化电荷电介质表面出现极化电荷三、极化强度：三、极化强度：定义：定义：实验证明：在各向同性的电介质中实验证明：在各向同性的电介质中真空中的导体和电介质真空中的导体和电介质 10.4 电介质中静电场的基本定理电介质中静电场的基本定理一、电介质中的电场强度一、电介质中的电场强度, 如图的特例如图的特例:真空中的导体和电介质真空中的导体和电介质二、电介质中的高斯定理二、电介质中的高斯定理 电位移矢量电位移矢量 真空中的导体和电介质真空中的导体和
3、电介质引入引入D,避免了求极化电荷的复杂问题，可使有电介质存在时解题简化。避免了求极化电荷的复杂问题，可使有电介质存在时解题简化。只要有电介质，均应先求只要有电介质，均应先求D 再求再求E 等。等。 仿照电场线，用电位移线来描述电位移在空间的分布。但两者有区别：仿照电场线，用电位移线来描述电位移在空间的分布。但两者有区别： 电场线起始于正电荷，终止于负电荷（包括极化电荷）电场线起始于正电荷，终止于负电荷（包括极化电荷） 电位移线电位移线只只起始于起始于自由自由正电荷，终止于正电荷，终止于自由自由负电荷负电荷在国际单位制中，在国际单位制中，D 的单位是的单位是: 库库/米米2（C/m2)对各向同
4、性电介质，因对各向同性电介质，因 所以所以式式中中 = 0r 叫电介质的介电常数，叫电介质的介电常数， r 称称电介质的相对介电常数。电介质的相对介电常数。真空中的导体和电介质真空中的导体和电介质定义：电位移矢量D, 可得： 此既电介质中的高斯定理：通过电场中任意闭合曲面的电位移通量，此既电介质中的高斯定理：通过电场中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。等于该闭合曲面所包围的自由电荷的代数和。例例10.4 充电后充电后 1)求电容求电容, 2)交界处极化电荷交界处极化电荷 面密度面密度.解：作两柱形高斯面，从解：作两柱形高斯面，从 D 入手。因上底和入手。因上底和侧面无通量，由介质中的高斯定律可得：侧面无通量，由介质中的高斯定律可得：真空中的导体和电介质真空中的导体和电介质静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质作业：作业：10.1410.1510.1810.19
