2023-2024学年高二下学期物理竞赛课件：静电场中的电介质

静电场中的电介质 电阻率很大，导电能力很差的物质,即绝缘体。 分子中的正负电荷束缚的很紧，介质内部几乎没有自由电荷。 电介质的特点： 静电场中的电介质 电介质： 一些电介质的相对介电常数 电介质 r 电介质 r 电介质 r 真空 1 变压器油 3 氧化钽 11.6 空气 1.000585 云母 3~6 二氧化钛 100 纯水 80 普通陶瓷 5.7~6.8 电木 7.6 玻璃 5~10 聚乙烯 2.3 石蜡 2.2 纸 3.5 聚苯乙烯 2.6 钛酸钡 102~104 电容器的连接 1、电容器的并联 总电量 ： 等效电容： 并联电容器的等效电容等于各电容器电容之和。 结论： C1 C2 Cn U 2、电容器的串联 C1 C2 Cn U 由于静电感应各电容器带电量相等,设为q 等效电容： 串联电容器的等效电容的倒数等于各电容的倒数之和。 结论： +q -q +q-q +q-q 3、电容器的混联： 根据连接计算 满足容量和耐压的特殊要求 A B 总电容为： 例1、一平行板电容器，两极板的面积为S，相距为d。今在其间平行地插入厚为t 导体，其面积也为S , 如图放置.求：电容。 d t 解： 设两板带等量异号电荷 电荷面密度为 导体外 亦可看成两个电容器的串联处理 例2、如图已知电容C1 , C2 , C3 ,电容C可调，当调节到A,B两点的电势相等时，电容C为多少？ A B 例3、两空气电容器C1 , C2串联起来接上电源充电，保持电源连接，再把一电介质板插入C1中，则C1上的电势差如何变化？ C2上的电量如何变化？ C1上的电势差减小， C2上的电量增加 本节作业题： P323 7-42, 7-45, 7-47 一、电介质的微观机制和极化过程 两大类电介质分子结构： 分子的正、负电荷中心在无外场时重合。不存在固有分子电偶极矩。 (1) 无极分子 = ± C-4 H+ H+ H+ H+ CH4 (2)有极分子： -q +q = O-- H+ H+ H2O 分子的正、负电荷中心在无外场时不重合， 分子存在固有电偶极矩。 定义： （C· m-2 ） 介质内的场强： 实验表明:对于各向同性的线性电介质，其中任一点处的电极化强度矢量与该点的总场强成正比。 e 称为介质的极化率 极化率e与场强E无关，仅取决于电介质的种类，是没有单位的纯数。 + + + - - - 解：由题意知： 由洛伦兹坐标变换式得： $$