1、1、 電介質：當物體某部分帶電以后，電荷只停留在該 部分，而不能顯著地向其它部分分布。,一、 電介質的極化,5.8 電介質的極化及其對靜電場的影響,特點（1）介質中的每個分子或原子內的電子受原子 核的束縛很強，導致電子在介質內不能自 由移動。 （2）每個分子整體呈中性，正負電荷分布在分子 占據的整個空間，但我們可以給出一個等效的 正電荷中心和負電荷中心。,2. 電介質的分類及極化,(1) 電介質的分類,電介質的極化現象：在外場作用下，電介質出現束縛 電荷的現象。,二、 電極化強度,極化強度矢量：單位體積內分子電偶極矩的矢量之和,(2)束縛電荷分布與P 的關系,5.9 電位移矢量 電介質中的高斯

2、定理,介質中的高斯定理,設:,（任何介質）,電位移線：起始于正自由電荷終止于負自由電荷。與束縛 電荷無關。,電 力 線：起始于正電荷終止于負電荷。包括自由電荷和與 束縛電荷。,電位移線：方向與大小。,電位移線與電力線的區(qū)別,例1 一平行平板電容器充滿兩層厚度各為d1 和d2 的電介質，它們的相對電容率分別為r1和r2 , 極板面積為S. 求:電容器的電容；,解:,例2 常用的圓柱形電容器，是由半徑為R1的長直圓柱導體和同軸的半徑為R2的薄導體圓筒組成，并在直導體與導體圓筒之間充以相對電容率為r的電介質.設直導體和圓筒單位長度上的電荷分別為+ 和- .求（1）電介質中的電場強度、電位移和極化強度

3、；（2）此圓柱形電容器的電容,解（1）,（2）由（）可知,單位長度電容,5.10 靜電場的能量,一 帶電系統(tǒng)的能量,在電荷相對移動時，外力必須克服電荷間的 相互作用力而作功。由能量守恒及轉化定律可知，外力作功轉化為帶電系統(tǒng)所具有的電能。此電能分布在電場的空間內，也就是電場的能量。,一帶電量為Q的帶電體，其帶電狀態(tài)是這樣建立的：不斷的把微小電量 dq，從無窮遠處移到此帶電體上，一直到它帶有電量Q為止。當移第一個微小電量時，物體原來不帶電，所以此時 dq不受電場力的作用，當移第二個 dq時，外力將克服電場力做功：,外力克服電場力所做的總功為：,靜電力是保守力，所以外力所做的功等于帶電體所具有的靜電

4、能。,兩極板A和B分別帶有+Q和-Q，電勢差為UAB時，,二 電容器的靜電能,電容器的電容為C,當兩極板上已分別帶有電荷+q和-q，如果再將dq從B板移到A板，外力克服電場力所做的功為：,全部過程中，外力所做的功為：,帶電電容器的靜電能W為：,又因為,三 電場的能量 能量密度,帶電系統(tǒng)形成的過程就是建立電場能量的過程，帶電系統(tǒng)的能量就是電場的能量。把計算電容器能量的公式用到平行板電容器時，有：,V是電容器內電場空間所占的體積。,由此可見，電能儲存在電場中。電場是電能量的攜帶者。,平板電容器的場強是均勻分布的，所以電場能量也是均勻分布的。,定義：靜電場的能量密度為單位體積電場的能量。,這是一普遍適用的公式，在非均勻電場和變化的電場中仍然適用。,要計算任一帶電系統(tǒng)整個電場中所儲存的總能量，即：,例3：一個球半徑為R，體電荷密度為介質球，介電常數為 ，試利用電場能量公式求此帶電球體系統(tǒng)的靜電能。,解：,例4 （1）計算：帶電量為Q，半徑為R的導 體球的靜電能.（球外真空） （2）在多大半徑的球面內所儲存的能量 為總能