极化介质中的电场能和磁化介质中的磁场能

本文首先给出了关于两场矢量标积的积分定理,应用此定理讨论了在静电场中移入电介质和在恒定磁场中移入有限物质后的能量变化,并且分别导出了极化电介质的能量密度表达式和恒定磁场中磁化物质能量密度的表达式。     

极化介质中的电场能和磁化介质中的磁场能

本文首先给出了关于两场矢量标积的积分定理，应用此定理讨论了在静电场中移入电介质和在恒定磁场中移入有限物质后的能量变化，并且分别导出了极化电介质的能量密度表达式和恒定磁场中磁化物质能量密度的表达式。     

静电场的能量与能量密度

导出了静电场在真空和电介质中的能量与能量密度公式，并讨论了电场能与能量密度的物理涵义，同时阐明了电势能、静电能、电场能的区别和联系，分析了电介质对静电场能量密度的影响，确定了静电场能量的分布规律，表明静电场的能量定域在电场中，电场是电场能量的承载。     

两种版本教材中“介电常数”定义的对比

人教版全日制普通高中教科书《物理》(试验修订本·必修加选修 )第二册第 1 1 0面对“介电常数”是这样定义的 :电容器极板间充满电介质时 ,电容增大的倍数叫做电介质的介电常数 ,用ε表示 ,并且明确其单位是 F· m- 1(定义 1 ) .而人教版高级中学试验课本《物理》第二册第 2 4面则是这样给“介电常数”定义的 :电容器极板间充满某种电介质时 ,电容增大到的倍数 ,叫做这种电介质的介电常数 ,也用 ε表示 ,没有单位 (定义 2 ) .两种版本的教科书对“介电常数”的定义虽只有一字之差 ,但数量关系却有一倍之别 .“增大的倍数”与“增大到的倍…     

电介质的极化强度与场强成正比吗

电介质分两类:无极分子电介质,有极分子电介质.电介质极化时,对于极化强度与场强之间的关系,一般电磁学(1)中认为:在各向同性介质中,每一点的极化强度P与该点的场强E(宏观值)方向相同且大小成正比,即P=ε_οx~E.我们认为,这个结论适用于无极分子电介质和在高温或弱场下的有极分子电介质,而对(?)在低温或强场下的有极分子电介质不成立.用经典统计方法可推征P与E之间的关系.设介质是理想气体,且为有极分子,第i个分子电矩在电场方向投影为(见附图)     

电介质的介电常数有单位吗

现行全日制普通高级中学物理（试验修订本·必修加选修）第二册（人民教育出版社２０００年１２月第２版）第１１０页指出：“电容器极板间充满电介质时电容增大的倍数，叫做电介质的介电常数，用ε来表示。”而在同页“几种电介质的介电常数ε?F·m－１”表中，却把介电常数ε误认为是单位为F·m－１的物理量。通常所说的电介质的介电常数更确切地应称为相对介电常数，可以看出教科书表中所列的就是电介质的相对介电常数，一般它有三种定义。１．用场强比定义。为了表征电介质在外电场作用下的电极化性质，理论上把外电场强度E０与电介质…     

关于介电常数

介电常数是与电介质有关的物理量,具体分为相对介电常数和绝对介电常数两种. 当把电介质插入电容器的极板间时,在电场的作用下,电介质表面出现正负电荷(称为极化电荷),即发生极化现象.由于极化电荷是由电介质中的束缚电荷发生微小移动而产生的宏观效果,在数量上比导体表面的感应电荷要少得多,所以极化电荷在电介质内产     

突破中考效率之策略研究简

现代社会处处讲效率关于对效率的理解和计算是初中物理的一个比较重要的内容,是中考物理的重头戏.中考中,效率已不再局限于机械效率,凡是涉及到能量的转移或转化,都会涉及到效率问题.在能量的转移（或转化）中,     

静电场能量分布与理想平行板电容器

1.引言 一般普通物理教材中,描述静电场能量分布都借助理想平行板电容器内均匀电场的基础,导出其能量密度表达式W_0=1/2ε_0E~3,该式是否适用于任意分布空间的场?本文先用元电容的概念分析这一推广的正确性,再用更普遍的理论进一步验证。     

论极化介质中的能量密度

本文讨论极化介质中的能量密度,指出它是介质中电场能量密度的一部分.一些文献把引入介质后电场能量的增量作为极化介质中的能量是不妥的.     

电介质极化微观过程中的功能分析

<正> 电介质的极化,是一个复杂的过程,为了简化讨论,常将电介质划分为两类:无极分子电介质和有极分子电介质,因而在讨论电介质在外电场中的行为时,其极化的微观机制就有一个清晰、直观的图像。教学中,我们还可从能量的观点,定量讨论电介质在外电场中极化微观过程中的功能转换,这对学生进一步理解介质极化的微观机制,掌握一些物理量的内在联系,都是有较大帮助的。以下分两种情形讨论:     

有关电介质极化的一道习题

在相对介电常数为ε_r的无限大均匀电介质中存在均匀电场,今在其中挖一个球形空穴,求空穴中心处的场强心。这是普物一道介质极化的习题。一般普物题解对该题解法是利用均匀介质均匀极化求解,没有考虑挖去球形介质前后,空穴内外的场强发生了变化,不再是均匀极化。正确解法应该考虑介质表面的极化电荷对电场分布的影响。本文用两种方法求解,方法一是解电势的拉普拉斯方程,由电势求场强;方法二是用边界条件求极化电荷产生的电场和原来电场迭加。     

平行板电容器中的电场强度

平行板电容器是基础物理讲授静电场最常用的例子之一。下面就电容器中充满均匀电介质和放入均匀电介质球两种情况,讨论介质中场强与真空中场强的关系,这对电介质中场强的正确理解、对教学是有益的。平行板电容器中充满均匀电介质。我们知道,平行板电容器充电后,忽略其边缘效     

介电常数ε有单位吗？

在新编现行高中教材《全日制普通高级中学教科书(试验修订本·选修加必修)——物理》(第二册)(以下简称教材)中第110页和112页分别有“几种电介质的介电常数/F·m-1”和“中间充以介电常数为2F/m”两段话,这两段话表明介电常数ε是有单位“F/m”的。笔者认为这是错误的,其理由有三: 第一、教材第110页对介电常数是这样定义的:“电容器极板间充满电介质时电容增大的倍数,叫做电介质的介电常数,用ε来表示。”这表明介电常数是一个倍数,是没有单位的。     

介质球在均匀电场中的极化

在均匀电场中的介质球问题，不仅被常见的电动力学教材选作例规训，而且关于这个问题的不同解法和讨论也发表过不少文章[2]、[3]、[4]。本文将从另一角度讨论介质球在均匀电场中的极化，从而帮助学生建立电介质极化过程的清晰的物理图象。众所周知，对于各向同性电介质中某点的极化强度失是P与该点的电场强度E成简单关系式中xe是和介质性质有关的比例系数，称为电介质的电极化率。对于（1）式所表示的极化规律必须认识到介质中某点的极化强度矢量P是和该点的总电场强度E成正比，而总电场强度E不仅仅是外电场，它还包括介质极化出现的极化…     

平行板电容器及相关量的变化分析及其应用

平行板电容器的电容定义式为Ｃ =ＱＵ ,而决定式Ｃ =εＳ4πｋｄ.当给电容器充电后 ,电容器内部就存在电场 ,且为匀强电场 ,其电场强度的计算式为Ｅ =Ｕｄ .本文主要分析这三个公式在具体问题中的应用 .一、电容器及相关量的变化分析1 判断电容器电容变化的方法依据Ｃ =ε·Ｓ4πｋｄ 可知 ,决定平行板电容器电容的因素是电容器两极板间的距离、两个极板的正对面积以及两板间电介质的电介常数 .而公式Ｃ =ＱＵ 是电容器的定义式 ,其中 ,Ｃ与Ｑ无关 ,与Ｕ也无关 .因此 ,在判断电容器的电容变化情况时 ,多用公式Ｃ =ε·Ｓ4πｋｄ.在其他条件…     

非线性电介质中静电场能量的分析

本文通过对非线性电介质中静电场能量的分析 ,导出了其能量密度公式W′=12 ε0 E′2 ,并指出静电场的能量密度公式W =12 Dω ·Eω 只适用于线性电介质 ,而不适用于非线性电介质。     

不同物理过程的功能关系归类例析

功和能量是物理中两大重要物理量.功是过程量,涉及力和力的作用点的位移;能量是状态量,不同的状态有不同数值的能量.高中物理在力学、热学、电磁学、光学和原子物理等分支学科中涉及到许多形式的能,如动能、势能、电能、内能、核能,这些形式的能可以相互转化,并且遵循能量转化和守恒定律.同时,能量的变化是通过做功和热传递两种方式来实现的,而不同能量之间的转化又离不开做功,功是能量转化的量度.     

假设电容并联必须注意条件

(一)两种解法受1986年高考附加题的启示,笔者在课外布置学生一题:一个厚度为d,面积为S的空气平行板电容器,其电容为C_0,现插入一块厚度为d/2、面积为S/2,介电常为ε的电介质(如图1),由此所组成的电容器的电容为多大. 学生解题的方法有如下两种. 第一种解法:如图2所示把电容器一拆为三,C_1为面积为S/2、厚度为d/2的空气电容器;C_2为面积为S/2、厚度为d/2的充满电介质的电容器;C_3为面积为S/2、厚度为d的空气电容器,其电容大小分别为C_1=C_0,C_2=εC_0,C_3=1/2C_0·求算组合电容器的电容时,先把C_1与C_2串联,再与C_3并联.     

探讨平行板电容器的电容问题

一、问题的由来新教材《高中物理第二册》(试验修订本·必修加选修 )中 ,对平行板电容器的电容是这样叙述的 :“平行板电容器的电容 C,跟介电常数ε成正比 ,跟正对面积 S成正比 ,跟极板间的距离 d成反比 .写成公式有 C=εS4πkd,式中的 k为静电力常量”.另外还给出了如表 1所示的几种电介质的介电常数 .表 1几种电介质的介电常数 / F· m-1电介质空气石蜡陶瓷玻璃云母介电常数 1.0 0 0 5 2 .0～ 2 .16 4～ 116～ 8　　上述说法与以前课本中的说法有何异同 ,现作一比较 .1 .关于决定平行板电容器电容的相关因素的叙述 ,以前课本中有过两种…