2-3 2-3 静电场中的导体与电介质静电场中的导体与电介质2.3.1. 静电场中的导体静电场中的导体导体的静电感应现象导体的静电感应现象: : 在静电场中，导在静电场中，导体中自由电子在体中自由电子在电场力电场力的作用下作宏观的作用下作宏观定向运动定向运动，使电荷重新分布的现象，使电荷重新分布的现象. .导体内部和表面无自由电荷的定向移动导体内部和表面无自由电荷的定向移动时，称导体处于时，称导体处于静电平衡状态静电平衡状态。(1) (1) 在外电场在外电场E E0 0作用下，导体作用下，导体内电子逆电场方向运动；内电子逆电场方向运动；静电感应过程静电感应过程(2) (2) 导体表面出现感应电荷，导体表面出现感应电荷，导体内产生附加电场导体内产生附加电场E E ；(3) (3) 当导体内的外电场当导体内的外电场E E0 0与附与附加电场加电场E E 等值而反向时，电荷等值而反向时，电荷运动停止，导体处于静电平衡运动停止，导体处于静电平衡状态。状态。1电场强度垂直于导体表面；电场强度垂直于导体表面； 导体是等位体，导体表面为等位面；导体是等位体，导体表面为等位面； 导体内电场强度导体内电场强度 E 为零，静电平衡；为零，静电平衡； 电荷分布在导体表面电荷分布在导体表面 2.3.1. 静电场中的导体静电场中的导体2静电场中的导体静电场中的导体带电实心导体带电实心导体带电空心导体带电空心导体空腔内有电荷的带电空心导体空腔内有电荷的带电空心导体利用空腔导体消除腔内、外电场的相互影响，称为利用空腔导体消除腔内、外电场的相互影响，称为静电屏蔽静电屏蔽静电屏蔽：静电屏蔽：对腔外电场的屏蔽对腔外电场的屏蔽对腔内电场的屏蔽对腔内电场的屏蔽3任何导体，只要它们带电量不变，则其电位是不变的。任何导体，只要它们带电量不变，则其电位是不变的。 （ ）一导体的电位为零，则该导体不带电。一导体的电位为零，则该导体不带电。 （ ）接地导体都不带电。（接地导体都不带电。（ ）42.3.2. 2.3.2. 静电场中的电介质静电场中的电介质 电介质电介质在外电场在外电场E作用作用下发生下发生极化极化，形成有向排列的电偶极矩，形成有向排列的电偶极矩 电介质内部和表面产生极化电荷电介质内部和表面产生极化电荷 极化电荷与自由电荷都是产生电场的源极化电荷与自由电荷都是产生电场的源E E E E5用用极化强度极化强度P P ( polarization intensity )( polarization intensity )表示电介质的极表示电介质的极化程度，即化程度，即电偶极矩体密度电偶极矩体密度 实验结果表明，在实验结果表明，在各向同性、线性、均匀介质各向同性、线性、均匀介质中中 各向同性介质：各向同性介质：介质特性不随电场的方向改变介质特性不随电场的方向改变, ,反之，称为各反之，称为各向异性介质；向异性介质； 线性介质：线性介质：介质参数不随电场的值而变化，反之，称为非线性介质参数不随电场的值而变化，反之，称为非线性介质；介质；均匀介质：均匀介质：介质参数不随空间坐标而变化，反之，称为非均匀介质参数不随空间坐标而变化，反之，称为非均匀介质。介质。C/mC/m2 2 电介质的极化率电介质的极化率62.3.3. 2.3.3. 极化电荷的附加电场效应极化电荷的附加电场效应 极化强度极化强度 P P 是电偶极矩体密度是电偶极矩体密度体积体积V V 内电偶极子产生的电位内电偶极子产生的电位单个电偶极子产生的电位单个电偶极子产生的电位7体积体积 V V 内电偶极矩产生的电位内电偶极矩产生的电位矢量恒等式：矢量恒等式：8令令极化电荷极化电荷体体密度密度极化电荷极化电荷面面密度密度9 在均匀极化的电介质内，极化电荷体密度在均匀极化的电介质内，极化电荷体密度 根据电荷守恒原理，这两部分极化电荷的根据电荷守恒原理，这两部分极化电荷的总和为零总和为零 有电介质存在的场域中，任一点的电位及电场强度表示为有电介质存在的场域中，任一点的电位及电场强度表示为空间任一点的电场为合成场，即空间任一点的电场为合成场，即静电场恒为无旋场静电场恒为无旋场10作业：作业：2.52.5，2.72.711