1、大学物理学电子教案武警学院教学课件静电场中的电介质 19 3 静电场中的电介质9 4 电位移 有电介质时的高斯定理复 习9 1 静电场中的导体 静电感应 静电平衡条件 静电平衡时的电荷分布 静电屏蔽9 2 电容 电容器孤立导体的电容电容器电容器并联和串联9-3 静电场中的电介质所谓 电介质 ，是指不导电的物质，即绝缘体，内部没有可以移动的电荷。若把电介质放入静电场中，电介质原子中的电子和原子核在电场力的作用下，在原子范围内作微观的相对位移。达到静电平衡时，电介质内部的场强也不为零。在外电场中电介质要受到电场的影响，同时也影响外电场。一、电介质对电容的影响 相对电容率1、电介质对电容器电容影响电
2、容器充电后，撤去电源，使两极板上的电量维持恒定，测得充满电介质电容器两极板间的电压 U， 为真空电容器两极板间的电压 U0的1/er倍，即 U= U0 / er 。 因而，充满电介质电容器的电容为+QQU0+QQU极板间充满电介质所电容器的电容为真空电容的 er倍。2、电介质的相对电容率和电容率er 叫做电介质的 相对电容率相对电容率 er与真空电容率 e0的乘积 e=ere0叫 做电容率3、电介质中的电场强度真空中电介质中电介质内任意点的电场强度为原来真空时电场强度的 1/er4、电介质的击穿场强与击穿电压当电场强度增大的某一最大场强 Eb时，电介质分子发生电离，从而使电介质分子失去绝缘性，
3、这时电介质被击穿。电介质能够承受的最大场强 Eb称为电介质的击穿场强。此时，两极板间的电压称为击穿电压 Ub 。Eb= Ub/d无极分子： 分子的正负电荷中心在无电场时是重合的，没有固定的电偶极矩，如 H2、 HCl4， CO2， N2， O2等有极分子： 分子的正负电荷中心在无电场时不重合的，有固定的电偶极矩，如 H2O、 HCl等。1、电介质的分类二、电介质的极化 每一个分子的正电荷 q集中于一点，称为正电荷的 “重心 ”，负电荷 -q集中于一点，称为正负电荷的 “重心 ”；分子构成电偶极子 p=ql +qq+ -2、无极分子的极化机理 位移极化无外电场时，分子的正负电荷中心重合；有外电场
4、时，正、负电荷将被电场力拉开，偏离原来的位置，形成一个电偶极子，叫作 诱导电偶极矩 。处于外电场，每个分子都有一定的 诱导电偶极矩 ，以致在电介质与外电场垂直的两个表面上出现正电荷和负电荷。 极化电荷 或 束缚电荷 。 +q +q无极分子E外 VE外外场T=0 K热运动T0 K3、有极分子的极化机理 取向极化当没有外电场时，电偶极子的排列是杂乱无章的，因而对外不显电性。+qq+取向极化当有外电场时，每个电偶极子都将受到一个力矩的作用。在此力矩的作用下，电介质中的电偶极子将转向外电场的方向。在垂直于电场方向的两个表面上，将产生极化电荷。4、极化电荷在外电场中，出现束缚电荷的现象叫做 电介质的极化
5、 。E E5、电晕现象在潮湿或阴雨天的日子里，高压输电线附近，常可以见到有浅蓝色辉光的放电现象，称为 电晕现象 。电晕现象 可以用水分子的极化和尖端放电来解释。三、电极化强度1、引入在没有外电场时，电介质未被极化，内部宏观小体积元中各分子的电偶极矩的矢量和为零；当有外电场时，电介质被极化，此小体积元中的电偶极矩的矢量和将不为零。外电场越强，分子的电偶极矩的矢量和越大。用单位体积中分子的电偶极矩的矢量和来表示电介质的极化程度2、电极化强度的定义单位体积中分子的电偶极矩的矢量和叫作电介质的电极化强度。3、关于电极化强度的说明电极化强度用来表征电介质极化程度的物理量；单位： C.m-2， 与电荷面密度的单位相同；若电介质的电极化强度大小和方向相同，称为均匀极化；否则，称为非均匀极化。
