4.静电场中的导体和电介质 根据物质在静电场中的表现可以把它们分成导体和 电介质两大类，导体和电介质的存在将影响电场的分布， 因此有必要讨论它们在电场中的性质。 ① 静电场中导体的性质 导体→ 导体内含有大量的自由电子，如果对它们施 加电场将引起其中自由电荷的运动。 导体性质： 导体内电场强度E为零，静电平衡； 导体内无电荷ρ=0，带电导体的电荷一定分布在导 体表面形成面电荷σ： 导体是等位体，导体表面为等位面：
第 一 章 静 电 场 4. 静电场中的导体和电介质 ① 静电场中导体的性质 导体内电场强度 E 为零，静电平衡； 导体是等位体，导体表面为等位面； 根据物质在静电场中的表现可以把它们分成导体和 电介质两大类，导体和电介质的存在将影响电场的分布， 因此有必要讨论它们在电场中的性质。 导体 导体内含有大量的自由电子，如果对它们施 加电场将引起其中自由电荷的运动。 导体性质： 导体内无电荷 =0，带电导体的电荷一定分布在导 体表面形成面电荷；
。电场强度垂直于导体表面 导体引入电场将发生静电感应现象。 导体球在均匀电场中
第 一 章 静 电 场 电场强度垂直于导体表面； 导体引入电场将发生静电感应现象。 外电场E + - 感应电荷产生的电场 导体球在均匀电场中
静电屏蔽 9在金属球壳内 R 9 e
第 一 章 静 电 场 静电屏蔽 q在金属球壳内
思考 R 0 0 接地导体都不带电。(X) 。一导体的电位为零，则该导体不带电。（义） 任何导体，只要它们带电量不变，则其电位是不 变的。(X) 电位与参考点的选取有关
第 一 章 静 电 场 接地导体都不带电。（ ） 一导体的电位为零，则该导体不带电。 （ ） 任何导体，只要它们带电量不变，则其电位是不 变的。 （ ） 思考 电位与参考点的选取有关
② 静电场中的电介质 电介质→ 电介质内的电子被原子或分子内在力（或分 子间的力)束缚而不能自由运动，如果对它 们施加电场将引起电介质的极化。 无极性分子 有极性分子 电介质的极化
第 一 章 静 电 场 无极性分子 有极性分子 电介质的极化 ② 静电场中的电介质 E 电介质 电介质内的电子被原子或分子内在力（或分 子间的力）束缚而不能自由运动，如果对它 们施加电场将引起电介质的极化
电介质性质： 。电介质在外电场作用下发生极化，形成有向排列： o 1 电介质内部和表面产生极化电荷(polarized charge); 。极化电荷与自由电荷一样是产生电场的源，从而引起原 电场的变化。 ③ 极化强度P(polarization intensity) 表示电介质极化程度的量，定义： 电偶极矩 P=lim ∑P=NP A C/m2 体密度 △V→0
第 一 章 静 电 场 电介质在外电场作用下发生极化，形成有向排列； 电介质内部和表面产生极化电荷 (polarized charge)； 极化电荷与自由电荷一样是产生电场的源，从而引起原 电场的变化。 电介质性质： ③ 极化强度P ( polarization intensity ) 表示电介质极化程度的量，定义： 2 0 lim av C/m V NP → V = = p 电偶极矩 P 体密度
实验结果表明，在各向同性、线性、均匀介质中 P=X6E化。一电介质的极化率，无量纲量。 关于媒质的术语： °均匀媒质 媒质特性不随空间坐标而变化； 。各向同性媒质 媒质特性不随电场方向而改变； 。线性媒质 媒质特性不随电场的值而变化；
第 一 章 静 电 场 实验结果表明，在各向同性、线性、均匀介质中 P E = e 0 e—电介质的极化率,无量纲量。 各向同性媒质 线性媒质 媒质特性不随空间坐标而变化； 关于媒质的术语： 媒质特性不随电场方向而改变； 均匀媒质 媒质特性不随电场的值而变化；
极化强度与极化电荷的关系 =lim a△gdg ds dg=p.dS→Q=∮p.d o。=Pe P。=-7P 大电偶极子 根据电荷守恒原理，极化电荷的总和为零 △S 均匀极化 Q=-Φp.dS =-∫.dr=∫p,d -40 △V △Q
第 一 章 静 电 场 ④ 极化强度与极化电荷的关系 大电偶极子 V S -Q +Q a 均匀极化 0 0 Δ d d lim lim V V a Q Q → → V S a S = = = p P d d d Q P S Q P S = → = p n = P e d d dp ΔV ΔV Q P S P V ρ V = − = − = p = −P 根据电荷守恒原理，极化电荷的总和为零
极化强度P是电偶极矩体密度，单个电偶极子 产生的电位 =gdcos 1 p.eR 4π6R24π8R2 体积V内电偶极子产生的电位 p(r,0.) R
第 一 章 静 电 场 极化强度 P 是电偶极矩体密度，单个电偶极子 产生的电位 2 2 0 0 cos 1 4 4 R qd R R = = p e 体积 V 内电偶极子产生的电位 3 ' 0 1 ( ) ( ')d ' 4 ' V P V − = − r r r r r
en p= P(r).exdy 4πE0 R2 体积V内电偶极矩产生的电位 矢量恒等式：V.(F)=V.F+F.Vu 02
第 一 章 静 电 场 2 ' 0 1 ( ') d ' 4 R V V R = P r e 2 1 1 ' R R R R = = − e ' 0 1 1 ( ') ' d ' 4 V V R = P r ' ' 0 0 1 ' ( ') 1 ( ') d ' ' d ' 4 4 V V V V R R − = + P r P r 矢量恒等式： = + ( ) u u u F F F 体积 V 内电偶极矩产生的电位