第八章电介质PPT

1、无外电场时无外电场时第八章第八章静电场中的导体和电介质静电场中的导体和电介质8.1导体的静电平衡导体的静电平衡一、导体的静电感应一、导体的静电感应1导体的静电感应过程导体的静电感应过程加上外电场后加上外电场后2E外导体的静电感应过程导体的静电感应过程加上外电场后加上外电场后E外外+3导体的静电感应过程导体的静电感应过程加上外电场后加上外电场后E外外+4导体的静电感应过程导体的静电感应过程加上外电场后加上外电场后E外外+5导体的静电感应过程导体的静电感应过程加上外电场后加上外电场后E外外+6导体的静电感应过程导体的静电感应过程加上外电场后加上外电场后E外外+7导体的静电感应过程导体的静电感应过程

2、加上外电场后加上外电场后E外外+88导体的静电感应过程导体的静电感应过程加上外电场后加上外电场后E外外+9导体的静电感应过程导体的静电感应过程加上外电场后加上外电场后E外外+10导体的静电感应过程导体的静电感应过程加上外电场后加上外电场后E外外+11导体的静电感应过程导体的静电感应过程E+加上外电场后加上外电场后外外+12导体的静电感应过程导体的静电感应过程+加上外电场后加上外电场后+13E外静电感应：静电感应：处在电场中的导体，由于电场力的处在电场中的导体，由于电场力的作用，使导体中的电荷重新分布。这个现象称作用，使导体中的电荷重新分布。这个现象称为静电感应。为静电感应。静电平衡静电平衡：由

3、于电荷与电场相互影响、相互由于电荷与电场相互影响、相互制约，当满足一定的条件时，导体内部和表制约，当满足一定的条件时，导体内部和表面上都没有电荷作定向运动的状态。面上都没有电荷作定向运动的状态。14+导体达到静平衡导体达到静平衡0 感外内EEE感应电荷感应电荷感应电荷感应电荷15E感E外静电平衡条件：静电平衡条件：（1）导体内部任何一点处的电场强度为零；导体内部任何一点处的电场强度为零；（2）导体表面处电场强度的方向，都与导导体表面处电场强度的方向，都与导体表面垂直体表面垂直.16处于静电平衡状态的处于静电平衡状态的导体的性质：导体的性质：1 1、导体是、导体是等势体等势体，导体表面是，导体表

4、面是等势面等势面。2 2、导体内部处处没有未被抵消的、导体内部处处没有未被抵消的净电荷净电荷，净电荷只，净电荷只分布在导体的表面上。分布在导体的表面上。3 3、导体以外，靠近导体表面附近处的场强大小与导、导体以外，靠近导体表面附近处的场强大小与导体表面在该处的面电荷密度体表面在该处的面电荷密度 的关系为的关系为 0 E详细说明如下详细说明如下17等势体等势体等势面等势面babaUUEdl0E 内0cos900QQPQPPUUE dlEdlPQUUababUUpQ导体内导体内导体表面导体表面 1 1、处于静电平衡状态的导体，导体内部电场强度、处于静电平衡状态的导体，导体内部电场强度处处为零，整个

5、导体是个等势体。处处为零，整个导体是个等势体。182、导体内没有净电荷，未被抵消的净电荷只能、导体内没有净电荷，未被抵消的净电荷只能分布在导体表面上。分布在导体表面上。0eVSdVEdS00eE内部+S+S19 导体表面上的电荷分布情况，不仅与导体表面导体表面上的电荷分布情况，不仅与导体表面形状有关，还和它周围存在的其他带电体有关。形状有关，还和它周围存在的其他带电体有关。静电场中的孤立带电体：静电场中的孤立带电体：导体上电荷面密度的大小与该处导体上电荷面密度的大小与该处表面的曲率表面的曲率有关。有关。曲率较大，表面曲率较大，表面尖而凸出部分尖而凸出部分，电荷面密度较大，电荷面密度较大曲率较小

6、，表面曲率较小，表面比较平坦部分比较平坦部分，电荷面密度较小，电荷面密度较小曲率为负，表面曲率为负，表面凹进去的部分凹进去的部分，电荷面密度最小，电荷面密度最小3 3、导体表面上的电荷分布、导体表面上的电荷分布2012RRUU20210144RQRQ 20222102114444RRRR 1221RR R1 证明证明:即即用导线连接两导体球用导线连接两导体球则则1R2R1Q2Q1R、l 2R导线导线l2100cos0SEdSES 0 E表面附近作圆柱形高斯面表面附近作圆柱形高斯面4、导体外部近表面处场强方向与该处导体表面垂、导体外部近表面处场强方向与该处导体表面垂直，大小与该处导体表面电荷面密

7、度直，大小与该处导体表面电荷面密度 e成正比。成正比。E S 尖端放电尖端放电 尖端场强特别强，足以使周围空气分子电离尖端场强特别强，足以使周围空气分子电离而使空气被击穿，导致而使空气被击穿，导致“尖端放电尖端放电”。形成形成“电风电风”22+ 当尖端导体带电时当尖端导体带电时,导体尖端处的面电荷密度最大导体尖端处的面电荷密度最大,电场强度亦最大电场强度亦最大.在尖端附近强电场的作用下在尖端附近强电场的作用下,空气中电空气中电离的离子受库仑力作用发生激烈运动离的离子受库仑力作用发生激烈运动.在激烈运动过程在激烈运动过程中这些高速运动的离子和空气分子发生碰撞中这些高速运动的离子和空气分子发生碰撞

8、.使空气分使空气分子电离子电离,产生出大量新的正负离子产生出大量新的正负离子.与金属尖端上电荷异与金属尖端上电荷异号的离子受到吸引而趋向金属尖端号的离子受到吸引而趋向金属尖端.最后与尖端上的电最后与尖端上的电荷中和荷中和;与金属尖端上电荷同号的离子受到排斥而飞向与金属尖端上电荷同号的离子受到排斥而飞向远方远方.从而形成电风从而形成电风.把其附近的蜡烛火焰吹向背离金属把其附近的蜡烛火焰吹向背离金属尖端方向一边尖端方向一边,甚至吹灭甚至吹灭 。23避雷针的工作原理避雷针的工作原理 在雷雨天气，高楼上空出现带电云层时，避雷针和高楼在雷雨天气，高楼上空出现带电云层时，避雷针和高楼顶部都被感应上大量电荷

9、，由于避雷针针头是尖的，而静电顶部都被感应上大量电荷，由于避雷针针头是尖的，而静电感应时，导体尖端总是聚集了最多的电荷这样，避雷针就感应时，导体尖端总是聚集了最多的电荷这样，避雷针就聚集了大部分电荷避雷针又与这些带电云层形成了一个电聚集了大部分电荷避雷针又与这些带电云层形成了一个电容器，由于它较尖，即这个电容器的两极板正对面积很小，容器，由于它较尖，即这个电容器的两极板正对面积很小，电容也就很小，也就是说它所能容纳的电荷很少而它又聚电容也就很小，也就是说它所能容纳的电荷很少而它又聚集了大部分电荷，所以，当云层上电荷较多时，避雷针与云集了大部分电荷，所以，当云层上电荷较多时，避雷针与云层之间的空

10、气就很容易被击穿，成为导体这样，带电云层层之间的空气就很容易被击穿，成为导体这样，带电云层与避雷针形成通路，而避雷针又是接地的避雷针就可以把与避雷针形成通路，而避雷针又是接地的避雷针就可以把云层上的电荷导入大地，使其不对高层建筑构成危险，保证云层上的电荷导入大地，使其不对高层建筑构成危险，保证了它的安全了它的安全 避雷针必须可靠接地避雷针必须可靠接地+24二、导体壳和静电屏蔽二、导体壳和静电屏蔽1 1、空腔内无带电体的情况、空腔内无带电体的情况2q腔体内表面不带电量，腔体内表面不带电量，腔体外表面所带的电量为带电体所带总电量。腔体外表面所带的电量为带电体所带总电量。导体上电荷面密度的大小与该处

11、导体上电荷面密度的大小与该处表面的曲率表面的曲率有关。有关。25 腔体内表面所带的电量和腔内带电体所带的电量等腔体内表面所带的电量和腔内带电体所带的电量等量异号，腔体外表面所带的电量由电荷守恒定律决定。量异号，腔体外表面所带的电量由电荷守恒定律决定。2 2、空腔内有带电体、空腔内有带电体未引入未引入q1时时2q放入放入q1后后26+2q1q 1q1q 3 3 静电屏蔽静电屏蔽 屏蔽外电场屏蔽外电场E 用空腔导体屏蔽外电场用空腔导体屏蔽外电场 屏蔽内电场屏蔽内电场q q+qq q接地空腔导体屏蔽内电场接地空腔导体屏蔽内电场 在静电场中，因导体的存在使某些特定的区域在静电场中，因导体的存在使某些特

12、定的区域不受电场影响的现象称之为静电屏蔽。不受电场影响的现象称之为静电屏蔽。27电荷守恒定律电荷守恒定律静电平衡条件静电平衡条件电荷分布电荷分布EU有导体存在时场强和电势的计算有导体存在时场强和电势的计算28例例1 已知：导体板已知：导体板A，面积为，面积为S、带电量、带电量Q，在其旁边，在其旁边放入导体板放入导体板B。 求：求：(1)A、B上的电荷分布及空间的电场分布。上的电荷分布及空间的电场分布。(2)将将B B板接地，求电荷分布。板接地，求电荷分布。AB13241Ea2E3E4E0222204030201AB1234b1E2E3E4E0222204030201a点点QSS 21 043

13、SS b点点A板板B板板29SQ241 SQ232 解方程得解方程得:电荷分布：电荷分布：场强分布：场强分布：两板之间两板之间板左侧板左侧A板右侧板右侧BAB1324EEESQE0012 SQE003022 SQE0042 30 (2)将将B板接地，求电荷及场强分布板接地，求电荷及场强分布AB123b1E2E3EA板板QSS 21 04 接地时接地时解方程得电荷分布解方程得电荷分布01 SQ 32 132ABa1E2E3E0222030201 a点点0222030201 b点点31 场场强强分分布布SQE0 0 E01 SQ 32 电荷分布电荷分布两板之间两板之间两板之外两板之外132ABE3

14、2例例2 2 已知已知R1 R2 R3 q QABqoq1R2R3RQq求求 电荷及场强分布；球心的电势电荷及场强分布；球心的电势 如用导线连接如用导线连接A、B，再作计算，再作计算由高斯定理得由高斯定理得解解:电荷分布电荷分布Qqq q 场场强强分分布布204rqQ 204rq 0 E1Rr 32RrR 21RrR 3Rr 33球心的电势球心的电势 场场强强分分布布204rqQ E0204rq 1Rr 32RrR 21RrR 3Rr 31212300RRRoRRRUEdrEdrEdrEdrEdr3021041114RQq)RR(q ABqoq1R2R3RQq34用导线连接用导线连接A、B，再

15、作计算，再作计算3Rr 330034RoRQqUEdrEdrR3Rr 204rqQE 04rqQUEdrr球壳外表面带电球壳外表面带电Qq 0 E连接连接A、B，中和中和q)q( ABqoq1R2R3RQq35练习练习 已知已知: 两金属板带电分别为两金属板带电分别为q1、q2 求：求： 1 、 2 、 3 、 41q2q4 1 3 2 Sqq22141 Sqq22132 368.28.2电容电容 电容器电容器一、孤立导体的电容一、孤立导体的电容孤立导体：附近没有其他导体和带电体孤立导体：附近没有其他导体和带电体单位：法拉（单位：法拉（F）、微法拉（）、微法拉（ F）、皮法拉（）、皮法拉（pF

16、）伏伏特特库库仑仑法法拉拉11 pFFF12610101 Uq CUq 孤立导体的电容孤立导体的电容电容电容使导体升高单位电势所需的电量，它反映使导体升高单位电势所需的电量，它反映了导体容纳电荷能力的大小。了导体容纳电荷能力的大小。孤立导体球的电容孤立导体球的电容: C=40R04qUR由371）电容器的电容电容器的电容ABqCUU电容器电容器 两个导体组合，两个导体组合，使之不受周围导体的影响。使之不受周围导体的影响。 电容器电容器电容器的电容：当电容器的两极板分别带有等值异号电容器的电容：当电容器的两极板分别带有等值异号 电荷电荷q时，电量时，电量q与两极板间相应的电与两极板间相应的电 势

17、差势差 UA-UB的比值。的比值。二、电容器及电容二、电容器及电容38三、三、电容器电容的计算电容器电容的计算dABEq q 平行板电容器平行板电容器已知：已知：S、d、 0设设A、B分别带电分别带电+q、-qA A、B B间场强分布间场强分布00qES电势差电势差由定义由定义0ABSqCUUd讨论讨论C与与d、 S、0有关有关SC；dC插入介质时插入介质时0rSCd C0BABAqdUUE dlEdS39球形电容器球形电容器 BABRRR或或已知已知ARBR设设+q、-q场强分布场强分布204rqE 电势差电势差20011()44BARABABRqqUUdrrRR由定义由定义04ABABAB

18、R RqCUURR讨论讨论ARC04 即为孤立导体的电容即为孤立导体的电容ABrqqBRAR40圆柱形电容器圆柱形电容器设设 ，场强分布场强分布02rEr 00ln22BARBBABrrAARRUUEdrdrrR 电势差电势差由定义由定义02lnrBABALqCRUUR 已知：已知：ARBRL()BALRRr ABLARBRrqL41lr0CCr 将真空电容器充满某种电介质将真空电容器充满某种电介质0 r 电介质的电容率（介电常数）电介质的电容率（介电常数）dSdSCr 0平行板电容器平行板电容器电介质的相对电容率（相对介电常数）电介质的相对电容率（相对介电常数）同心球型电容器同心球型电容器同

19、轴圆柱型电容器同轴圆柱型电容器)(BABArRRRRSC 04 )()ln(BABArRRRRlC 02 42例例1 平行无限长直导线平行无限长直导线 已知已知:a、d、d a 求求:单位长度导线间的单位长度导线间的C解解: 设设 场强分布场强分布)xd(xE 0022 导线间电势差导线间电势差BABAUUEdlaadln 0 adln0 电容电容0lnABCdUUaAB daoXEPx43d aaE dx例例2半径为半径为R和和R3的同心导体球壳，中间同心地罩的同心导体球壳，中间同心地罩一内、外半径分别为一内、外半径分别为R1(R1R)和和R2的导体球壳以及的导体球壳以及一内、外半径分别为一

20、内、外半径分别为R2和和R3的介质球壳，介质相对的介质球壳，介质相对介电常量为介电常量为r，求此电容器的电容，求此电容器的电容.解解:设内、外球壳所带电量的绝对值为设内、外球壳所带电量的绝对值为q，其场强分布为，其场强分布为R3R1R2Rr112021232320()40()()4rqERrRrERrRqERrRr 两球壳间的电势差为两球壳间的电势差为33123121233210103244RRRRRRRRRRrUUUE drE drE drE drRRRRqqR RR R 3210103211144rqCRRRRUR RR R 45四、容器的串联和并联四、容器的串联和并联1.电容器的串联电容

21、器的串联nCCCC111121 1C2CnCq q q q q q 串联等效电容串联等效电容2.电容器的并联电容器的并联并联等效电容并联等效电容1C2CnC1q 1q nq 2q 2q nq _nCCCC 21461dt2ddAB例例4.平行板电容器平行板电容器 已知已知 :S、d插入厚为插入厚为t的铜板的铜板求：求： C 471dt2ddABq q 0E0EE设设 q场强分布场强分布0 ESqE000 电势差电势差2010dEEtdEUUBA )dd(E210 )dd(Sq210 210ddSUUqCBA tdS 0 48除导体外的所有物质。除导体外的所有物质。原子中的电子被原子核束缚得很紧

22、，不能自由原子中的电子被原子核束缚得很紧，不能自由移动。介质内部没有可以自由移动的电荷。移动。介质内部没有可以自由移动的电荷。电介质的特点：电介质的特点：电介质：电介质：具有高电阻率的电介质具有高电阻率的电介质绝缘体。绝缘体。在外电场中，物质分子中的正负电荷可以在分子线在外电场中，物质分子中的正负电荷可以在分子线度范围内移动度范围内移动产生产生极化现象。极化现象。并且，在外电并且，在外电场作用下达到静电平衡时，电介质内部的场强场作用下达到静电平衡时，电介质内部的场强也可以不等于零也可以不等于零。8.38.3静电场中的电介质静电场中的电介质49电介质对电场的影响电介质对电场的影响 相对电容率相对

23、电容率1r电介质的相对介电常数电介质的相对介电常数（相对电容率相对电容率, 无量纲无量纲）0304qrEr真空中点电荷之电场：真空中点电荷之电场：304rqrEr 充满密度均匀，各向同性的电介质：充满密度均匀，各向同性的电介质： 表征电介质极化性质的宏观物理量，由于极化表征电介质极化性质的宏观物理量，由于极化需要时间，所以其大小与外电场的频率有关。需要时间，所以其大小与外电场的频率有关。 50 有极分子：分子正负电荷中心不重合。有极分子：分子正负电荷中心不重合。无极分子：分子正负电荷中心重合；无极分子：分子正负电荷中心重合；电介质电介质CH+H+H+H+正负电荷正负电荷中心重合中心重合甲烷分子

24、甲烷分子4CH+正电荷中心正电荷中心负电荷负电荷中心中心H+HO水分子水分子OH2ep分子电偶极矩分子电偶极矩ep0 ep一、一、电介质的极化电介质的极化51 1)无极分子电介质的极化无极分子电介质的极化位移极化位移极化0 epe无外电场时无外电场时epflE外加上外电场后加上外电场后0 epf52+外外E极化电荷极化电荷极化电荷极化电荷+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ +- -+ +- -+ +- -+ +- -+ +- -+ +- -+ +- -+ +- -+ +- -无极分子无极分子介质极化的微观图像介质极化的

25、微观图像无外场时：无外场时：E外位移极化位移极化 （displacement polarizationdisplacement polarization）有电场时：正、负有电场时：正、负电荷中心将产生电荷中心将产生0r相对位移相对位移其大小与外电其大小与外电场大小有关。场大小有关。电电介质的极化现象介质的极化现象532) 有极分子有极分子电介质的极化电介质的极化转向极化转向极化+无外电场时无外电场时电偶矩取向不同电偶矩取向不同两端面出现两端面出现极化电荷层极化电荷层转向外电场转向外电场ep+E外54特点：对外不显电性特点：对外不显电性+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -

26、+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -同样的宏观效果同样的宏观效果边缘出现电边缘出现电荷分布荷分布（均匀介质）（均匀介质） bound chargesbound charges束缚电荷束缚电荷称极化电荷称极化电荷Polarization chargesPolarization charges+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ - 因此，在宏观上表征电介质的极化程度和讨论有电介质因此，在宏观上表征电介质的极化程度和讨论有电介质存在的电场时，就无需把这两类电介质区别开来，而可统一存在的电场时，就无需把这两类电介质区别开

27、来，而可统一地进行论述。地进行论述。 55二、电极化强度二、电极化强度 电介质的极化规律电介质的极化规律1）电极化强度）电极化强度(矢量矢量)ipPV单位体积内分子电偶极矩的单位体积内分子电偶极矩的矢量和矢量和描述了电介质极化强弱，反映了电介质内分子电偶描述了电介质极化强弱，反映了电介质内分子电偶极矩排列的有序或无序程度。极矩排列的有序或无序程度。56V宏观上无限小微观上宏观上无限小微观上无限大的体积元无限大的体积元ip每个分子的每个分子的电偶极矩电偶极矩当介质未极化当介质未极化，0P+ + + + + + + + + + +r- - - - - - - - - - - 2) 2) 极化电荷与

28、极化强度的关系极化电荷与极化强度的关系VpP SlSlVpP lS：极化电荷面密度极化电荷面密度 p：分子电偶极矩分子电偶极矩：电极化强度电极化强度PP - - - - - + + + + + 若考虑电荷的正负，则若考虑电荷的正负，则P n 介质外法线方向介质外法线方向n57(1)均匀介质极化时，其表面上某点的极化电荷面密均匀介质极化时，其表面上某点的极化电荷面密度，等于该处电极化强度在外法线上的分量。度，等于该处电极化强度在外法线上的分量。nP nP (2)在电场中，穿过任意闭合曲面的极化强度通量等在电场中，穿过任意闭合曲面的极化强度通量等于该闭合曲面内极化电荷总量的负值。于该闭合曲面内极化

29、电荷总量的负值。iSSP dSq iSqS 面内包围的极化电荷总和583 3） 极化电荷与自由电荷的关系极化电荷与自由电荷的关系00000rEEEEE0rr1EE 0rr10rr1QQ + + + + + + + + + + +r- - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + d0EEE0rEE59EP0r) 1 （EP0/r0000PEEE+ + + + + + + + + + +r- - - - - - - - - - - - - - - - + + + + + d0EEE0rr1 极化强度与电介质中电场强度的关系极化强度与电介质中电场强度的关系1r电极

30、化率电极化率（polarizability ）608.4电位移矢量电介质中的高斯定理电位移矢量电介质中的高斯定理01iSEdSq自由电荷自由电荷01()iqq极化电荷极化电荷01()SSEdSqP dS SiSqSdP0()SEPdSq电位移矢量电位移矢量EEr 0ED EEPED 000 D 0E真空中真空中0rE 介质中介质中611.电位移矢量电介质中的高斯定理电位移矢量电介质中的高斯定理介质中的高斯定理介质中的高斯定理SDdSq自由电荷自由电荷 通过任意闭合曲面的通过任意闭合曲面的电位移通量电位移通量，等于该闭，等于该闭合曲面所包围的合曲面所包围的自由电荷的代数和自由电荷的代数和。电位移

31、线电位移线大小大小: S电电位位移移线线条条数数方向方向:切线切线DD线线E线线 aDbDDab62 电位移矢量，是表述有电介质时电场性质的一个电位移矢量，是表述有电介质时电场性质的一个辅助量，在有电介质时的电场中，各点的场强都对应辅助量，在有电介质时的电场中，各点的场强都对应着一个电位移。因此，在这种电场中，仿照电场线的着一个电位移。因此，在这种电场中，仿照电场线的画法，就可以作一系列电位移线，线上每点的切线方画法，就可以作一系列电位移线，线上每点的切线方向就是该点电位移矢量的方向，并令垂直于电位移线向就是该点电位移矢量的方向，并令垂直于电位移线单位面单位面 积上通过的电位移线条数，在数值上

32、等于该点积上通过的电位移线条数，在数值上等于该点电位移电位移D 的大小；而的大小；而 称为通过面积元的电位移称为通过面积元的电位移通量通量,电位移线从正的自由电荷发出，终止于负的自由电位移线从正的自由电荷发出，终止于负的自由电荷；而不象电场线那样，起迄于包括自由电荷和束电荷；而不象电场线那样，起迄于包括自由电荷和束缚电荷在内的各种正、负电荷。缚电荷在内的各种正、负电荷。D ds632.有介质时的环路定理有介质时的环路定理0SE dl 在有电介质存在的情况下，电场强度沿任一在有电介质存在的情况下，电场强度沿任一闭合回路的环流均为零。闭合回路的环流均为零。3.应用应用在具有某种对称性的情况下，可以

33、首先由高斯定在具有某种对称性的情况下，可以首先由高斯定理出发解出理出发解出DDEPQDE01rPE nP dSQPS 65例半径为R，带电为Q的导体周围，充满了相对介电常量为r 的均匀电介质，如图所示。求：(1)球外任一点P的场强；(2)导体球的电势；(3)与导体球接触的电介质表面上的极化电荷面密度。解解:(1) 由于自由电荷和电介质由于自由电荷和电介质分布的球对称性，所以极化电荷分布的球对称性，所以极化电荷和电场分布也具有球对称性。设和电场分布也具有球对称性。设P点距球心距离为点距球心距离为r，过，过P点作一点作一与导体球同心的球形高斯面与导体球同心的球形高斯面S，高斯面上各点的高斯面上各点

34、的D大小相等，方大小相等，方向与球面垂直并沿半径向外，由向与球面垂直并沿半径向外，由电介质中的高斯定理可得电介质中的高斯定理可得66(2) 导体球的电势导体球的电势 24SDdSDrQ220044rrQDQDErr 20044RRrrQQUEdrdrrR (3) 由由 D0EP 得得000002220(1)444rrrQQQPDErrrRRR 电介质内表面法向电介质内表面法向n与与r0方向相反，故方向相反，故2(1)4rrQPnR 67QQ解：解：SQDSSQSD 真空中真空中:001 SQDE 介质中介质中:rrSQDE 00 2 SiiSqSD0d 2 平行板电容器极板面积为平行板电容器极板面积为S，间距为，间距为d。中间有一。中间有一厚度为厚度为 ，相对介电常数为，相对介电常数为 的介质板。的介质板。r设极板带电设极板带电 ，求：求： Q ED,68 Kab开关倒向开关倒向a,电容器充电。电容器充电。开关倒向开关倒向b,电容器放电。电容器放电。灯泡发光灯泡发光电容器释放能量电容器释放能量电源提供电源提供 计算电容器带有电量计算电容器带有电量Q，相应电势差为，相应电势差为U时所具有的能量。时所具有的能量。8.58.5电场的能量电场的能量69一、带电电容器的储能一、带电电容器的储能ABqUUUCBdqA外力做功外力做