均匀带电介质球空间电场及极化电荷分布解析DISTRIBUTION OF ELECTRIC FIELD AND POLARIZATION CHARGE OF A UNIFORMLY CHARGED DIELECTRIC SPHERE
邢杰,郝会颖,赵长春,吴秀文,李庚伟
摘要(Abstract):
静电学中导体与电介质在某种程度上具有一定的相似性,比如:它们都可以带电,并且都会受到外电场的影响,并随之产生感应电荷。学生在学习过程中往往没有充分认识到它们之间的差别,容易产生混淆。现有大学物理教材中很少涉及电介质带电的情况,将带自由电荷的电介质放置于外电场中的问题几乎没有讨论过。本文针对这一现状,特别设计了三个问题,讨论了均匀带电的介质球在三种不同情形下空间电场分布的问题,详细给出极化体电荷和极化面电荷的分布,并进一步计算了空间电场能量密度分布以及总能量的大小。
关键词(KeyWords): 电介质;导体;均匀带电;极化
基金项目(Foundation): 中国地质大学(北京)2020年度本科教育质量提升计划建设项目(JGYB202043);; 2017年度教改项目(JGYB201726);; 国家自然科学基金项目(11974318)
作者(Author): 邢杰,郝会颖,赵长春,吴秀文,李庚伟
参考文献(References):
- [1] 董连之.均匀电场中的电介质球[J].大学物理,1986,1(1):32-33.DONG L Z.Dielectric sphere in a uniform electric field[J].College Physics,1986,1(1):32-33.(in Chinese)
- [2] 杨全民.介质球在点电荷电场中产生的电势分布规律[J].大学物理,2005,24(3):28-31.YANG Q M.Potential distribution of dielectric sphere in an electric field of a point charge[J].College Physics,2005,24(3):28-31.(in Chinese)
- [3] 赵玉华,张秋佳.极化电介质球的电场及计算[J].哈尔滨理工大学学报,2007,12(3):117-119.ZHAO Y H,ZHANG Q J.Electric field and calculation of a polarized dielectric sphere[J].Journal of Harbin University of Science and Technology,2007,12(3):117-119.(in Chinese)
- [4] 张三慧.大学物理学[M].北京:清华大学出版社,2001.
- [5] 赵凯华,陈熙谋.电磁学[M].北京:高等教育出版社,1988.
- [6] 陆果.基础物理学教程[M].北京:高等教育出版社,2002.
- [7] 吕金钟.大学物理简明教程[M].北京:清华大学出版社,2006.