第二章2.32.3静电场中的导体与电介质一．静电场中的导体：导体内有许多自由电荷，在E静电场E的作用下，自由电荷要做定向运动，导体的表面将聚集这些电荷，如图。导体表面聚集的电荷，产生附加电场E'当导体表面聚集的电荷产生的附加电场E与静电场己的大小相等时，自由电荷将不再做定向运动，导体进入静电平衡状态。2025/6/11-
2025/6/11 第二章 2 .3 1 2.3 静电 场中的导体与电介 质 一．静电场中的导体： E E 导体内有许多自由电荷，在 静电场 的作用下，自由 电荷要做定向运动，导体的 表面将聚集这些电荷，如图。 E 当导体表面聚集的电荷产生的附加电场 与 静电场 的大小相等时，自由电荷将不再做 定向运动，导体进入静电平衡状态。 导体表面聚集的电荷，产生附加电场 E E E
第二章2.3导体处于静电平衡状态时，具有如下性质：F心导体内的电场强度等于零：导体是一个等（电）位体，其表面是等位面；X导体表面处的电场强度方向一定垂直于导体表面；X无自由电&电荷只能分布于其表面荷-q静电场中的电介质：+911.（电）偶极子的电场：电矩p=ql相距很近的两个等值异号电荷2 2025/6/11
2025/6/11 第二章 2 .3 2 导体处于静电平衡状态时，具有如下性质： ❖ 导体内的电场强度等于零； ❖ 导体是一个等（电）位体，其表面是等位面； ❖ 导体表面处的电场强度方向一定垂直于导体表面； ❖ 电荷只能分布于其表面。 二．静电场中的电介质： 无自由电 荷 1．（电）偶极子的电场： − q +q l 电矩 p ql = 相距很近的两个等值异号电荷 E E
第二章2.3M(r,0,0)r>>lr+qy电偶极子在场点M的电位H1qqa.2-rr24元804元024元8112q:r>>[r-r1h ~r2r-r ~lcosa:V则ql cosa8-(2-3-1)4元8r2p=qi16而电矩11p.rp.r即d4元%4元60(2-3-2).rr2025/6/113
2025/6/11 第二章 2 .3 3 r >> l − q +q M (r, ,) o r 2 1 r − r 2 r 1 r l ➢ 电偶极子在场点Ｍ的电位: 1 2 2 1 0 1 0 2 0 4 4 4 rr q r r r q r q − = − = r >> l 2 1 cos 2 1 2 rr r r − r l 则 2 4 0 cos r ql = 而电矩 p ql = 即 3 0 2 0 4 1 4 1 r p r r r p r = = (２-３-１) (２-３-２) 16
第二章2.3将(2-3-1)代入电偶极子的场强：d与β 无ad1 gE=-VdΦ1ra0OrpE:(a,2cos+ag sin 0)4元8(2-3-3)故电偶极子的电场强度如右图所示1E特点一、特点二、具有轴对称性。点电荷：EC2025/6/11
2025/6/11 第二章 2 .3 4 ➢ 电偶极子的场强: ) 1 ( + = − = − r a r E ar 将(２-３-１)代入 ( 2cos sin ) 4 3 0 a a r p E r = + (２-３-３) 故电偶极子的电场强度如右图所示. ▪ 特点一、 ▪ 特点二、具有轴对称性。 3 1 r E 2 1 r E 与 无 关
第二章2.32、电介质的极化与极化强度：电介质的极化：带电粒子是非自由的。电介质的分子可分成：非极性分子：其分子内的所有正、负电荷作用中心重合。?极性分子：其分子内的正、负电荷作用中心不相重合而形成电偶极子。p=qi④电偶极矩无外电场作用时：宏观来看，极性分子的电偶极子在排列方向上是四面八方的，总电矩为零。+-D2025/6/112
2025/6/11 第二章 2 .3 5 ２、电介质的极化与极化强度： 电介质的极化： 带电粒子是非自由的。 电介质的分子可分成： 非极性分子：其分子内的所有正、负电荷作用中心重合。 极性分子：其分子内的正、负电荷作用中心不相重合 而形成电偶极子。 无外电场作用时：宏观来看，极性分子的电偶极子在排 列方向上是四面八方的，总电矩为零。 电偶极矩 p ql =