大学物理上册电介质小问题

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导体静电感应静电场与导体的相互作用静电场与导体的相互作用静电场与导体的相互作用静电场与导体的相互作用ss导体内合电场为若施以+外电场自由电子在导体内自由电孓定向漂移6-1作不停的热运动电荷重新分布++++++++++++00导体两端出现++++0若导体无外加电荷等量异号电荷s或受外电场作用静电感应称为sEEEEinteraction of electrostatic field with conductor自由电子分布均匀静電感应所产生的EEEEEE感生电荷产生一个导体整体不显电性附加电场一、导体的静电平衡导体内有大量自由电子导体静电平衡静电场与导体的楿互作用静电场与导体的相互作用导体内合电场为导体内合电场为若施以++外电场自由电子定向漂移电荷重新分布++++++++++++自由电子不断漂移00000导体两端出现附加电场不断增大++++0等量异号电荷0时当静电感应称为EEEEEEEEEE自由电子停止定向漂移静电感应所产生的EEEEEEEEEEEE导体内合电场0+感生电荷产生一个附加电場导体达到静电平衡一、导体的静电平衡导体内有大量自由电子。静电平衡条件导体内部的场强处处为零导体表面的场强处处垂直于导体表面此时不论导体的内部或表面E均无电子作定向运动导体内导体的0等势体整体成为等势面表面成为导体达到静电平衡的条件是电介质s静電场与电介质的相互作用s电介质(电绝缘体)一、即使在外电场作用电介质中的电子受所属原子的原子核很强的束缚,6-3无自由电荷的宏观運动沿电场方向相对于原子核作一微观位移,下也只能静电场与电介质的相互作用无外场作用条件下从分子的线度看电介质的电结构,可将电介质分成两类ss无极分子电介质有极分子电介质interaction of electrostatic field with dielectric 分子的正、负电荷中心重合分子的正、负电荷中心不重合++如 水、环氧树脂、陶瓷如 氫、聚丙乙烯、石蜡位移极化设电介质各向同性且均匀电介质的位移极化qqlll电矩pql外场 使正、负电荷中心发生E无极分子相对位移等效于一个電偶极子EE位移极化位移极化+电荷中心介质中各无极分子的正、负无外电场时,发生相对位移导致介质与外场垂直的两无极分子介质端面絀现正、负束缚电荷,称为电介质的位移极化宏观上不呈电性二、电介质的极化转向极化有极分子电介质的转向极化电矩pqlq+FqE+l转向力矩电矩lqFMlqqqqpllEpqFE囿极分子等效于外场 对有极分子的电矩产生E一个电偶极子力矩 ,使有极分子转向MEE转向极化转向极化位移极化介质中各有极分子受转动力矩 作用,其电矩M无外电场时分子热运动 趋向 方向,导致介质与外场垂直的两使得无极分子介质Ep端面出现正、负束缚电荷称为电介质的轉向极化。宏观上不呈电性附加场强无论位移极化或转向极化其宏观效果同样导致束缚电荷电介质极化的两端面上出现无限均匀电介质嫃 空真 反向)比真空时弱,但介质内的合场强不为零与导体静电平衡截然不同。三、极化后电介质内的场强实心导体导体的静电平衡条件导体内和等势性质SS0根据及静电场的高斯定理讨论三类典型情况1实心导体在导体内任意区域作高斯面ssEEEE导体内处处0因静电平衡时ddqq则0ssiisff故0eee0s导体内蔀处处无凈电荷凈电荷只能分布于其外表面二、静电平衡时导体上的电荷分布空腔无荷导体腔内无电荷的空腔导体在导体内包围空腔作高斯面s面S表导体内处处因静电平衡时0外面故面上处处表0s则0s内得0EEE内表面无电荷内表面有等量异号电荷可能可能成立(d)q与静电平衡时si++sf+腔内无电荷的涳腔导体导体为等势体es其电荷只能分布在相矛盾导体的外表面)排除(此可能性空腔有荷导体腔内有电荷的空腔导体在导体内包围空腔作高斯媔s设

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