§10.9电介质的极化，电介质中的高斯定理，电位移矢量（第8次课）

nullnull能量密度不均匀电场中（适用于所有电场）电容器储能null已知带电导体球，半径为R，带电量为QRQ它所产生的电场中储藏的电场能量解r求例取体积元null§10.9 静电场中的电介质一.电介质(放在电场中的)电介质电场导电能力极差的物质可自由移动的电荷很少,电阻率超过108 Ω mnull二.电介质的极化 束缚电荷（极化电荷）无极分子有极分子+ -无外场时（热运动）整体对外 不显电性(无极分子电介质)(有极分子电介质)1.电介质分子的电结构分子的固有电矩null有外场时(无极分子) 位移极化(有极分子) 取向极化束缚电荷´束缚电荷´ 无极分子电介质 有极分子电介质´2.电介质的极化束缚电荷-´E0+ -null实验r —电介质的相对介电常数结论:介质充满电场或介质面为等势面时介质中电场减弱3.附加电场rnull三.电介质的高斯定理 电位移矢量 无电介质时 加入电介质 —介质的介电常数令：null 通过高斯面的电位移通量等于高斯面所包围的自由电荷 的代数和，与极化电荷及高斯面外电荷无关。1.电介质的高斯定理2.电位移矢量(1).对于各向同性电介质,(2).介质充满电场或介质表面为等势面时null四.介质中的电场能量密度(3).电位移线与电场线在介质和真空的界面或不同介质的界面,电场线不连续,电位移线连续.null例 平行板电容器，其中充有两种均匀电介质。求(1) 各电介质层中的场强(2) 极板间电势差解做一个圆柱形高斯面同理，做一个圆柱形高斯面null• 各电介质层中的场强不同• 相当于电容器的串联null平板电容器中充介质的另一种情况考虑到• 各电介质层中的场强相同• 相当于电容器的并联null例 一单芯同轴电缆的中心为一半径为R1的金属导线，外层一金 属层。其中充有相对介电常数为r 的固体介质，当给电缆加 一电压后，E1 = 2.5E2 ，若介质最大安全电势梯度为E 电缆能承受的最大电压？解用含介质的高斯定理求r