电介质
一、电介质（绝缘体）
在外电场的作用下不易传导电流的物体叫绝缘体又叫电介质 1、电介质的分类
无外电场时，正负电荷等效中心不重合，叫做有极分子 无外电场时，正负电荷等效中心重合，叫做无极分子 2、电介质的极化
对于有极分子，无外电场时，由于分子的热运动，分子的取向是杂乱无章的。 施加电场后，分子受到电场力作用排列变得规则。在分子热运动和外电场的共同作用下，分子排列比较规则。
这种极化叫做有极分子的取向极化。
对于无极分子，无外电场时，分子内的正负电荷中心是重合的。
施加电场后，分子内的正负电荷受到电场力作用，各自的等效中心发生偏离。 这种极化叫做无极分子的位移极化。
对于有极分子，也会发生位移极化，只不过位移极化的效果远小于取向极化
3、电介质极化的效果
等效为电介质表面出现极化电荷（也叫束缚电荷），内部仍然为电中性。 表面的极化电荷会在电介质内产生与原电场方向相反的附加电场。 外加电场越强，附加电场也越强。
类比静电平衡中的导体0。注意，电介质内部合场强不为0 思考：附加电场的大小是否会超过外电场？
答案：不会。一般来说，物理反馈会减弱原来的变化，但不会出现反效果。 例如：勒沙特列原理（化学平衡的移动）、楞次定律（电磁感应）
例1：解释：带电体能吸引轻小物体
二、带电介质的平行板电容器 1、带电介质对电容的影响
假设电容器带电量Q一定，电介质极化产生极化电荷，由于极化电荷会在电容内部产生附加电场E’，会使得极板间电场E0减小为合电场E= E0 - E’ ，从而使电势差U减小，电容C增加。（若无特殊说明，默认为恒电量问题）
假设电容器两板电势差U一定，电介质极化产生极化电荷，由于极化电荷的感应效果，会使得极板上带电量Q0增加为Q，电容C增加。
可见电介质极化使电容增大，增大的多少与极化的强弱有关。 2、介电常数
介电常数ε反映了电介质极化的能力，也就反映了电容变化的程度。
真空的介电常数?0?14?k11空气的介电常数?? ?4?k'4?k （利用这个恒等式可以将很多电学公式用ε0表示）
经常用相对介电常数εr来表示：
某物质的相对介电常数等于自身的介电常数与真空的比值（大于1）。
?r?? ?0kq1q21q1q2? 22r4??0rk'q1q21q1q21q1q2F真空??? r24??r24??r?0r2?r例如：真空中的库仑定律可写为：F? 介质中的库仑定律可写为：F?3、带电介质的平行板电容器 电容的表达式：C???S?S?rS?0r???rC0 4?kdddQ CdEQ?0 充满电介质时的电场强度：E??rCd?rQ1(1?) 附加电场强度：E'?E0?E?Cd?r无电介质时的电场强度：E0?
例2、如图所示，在面积为S的平板电容器中充满了固态的电介质．将电容器充电Q后，断开电源，把固态电介质与下端的导体平板固定，然后用外力将上端导体板缓慢向上移动d的距离，设上端导体平板的质量可忽略，试计算外力所做的功W．
例3、有一空气平行板电容器，极板面积为S，用电池连接，极板上充有电荷+Q0和 -Q0，如图甲所示．断开电源后，保持板间距离不变，在极板中部占极板间一半体积的空气内填满相对介电常数为ε的电介质。如图乙所示．试用已知量Q0、S和ε表达下列量： （1）图甲中O点的场强E0=_______; （2）图乙中a点的场强Ea=_______; （3）图乙中b点的场强Eb=_______;
（4）图乙中与电介质接触的那部分正极板上的电荷Q1=_______; （5）图乙中与空气接触的那部分正极板上的电荷Q2=_______;
（6）图乙中与正极板相接触的那部分电介质界面上的电荷Q'1=_______;
例4、如图，平行板电容器中原来充满了均匀介质，给平行板电容器充电，此时介质内的场强为E0。现在在介质中A处挖一个球形小空腔，B在A左侧，C在A上方。试比较A、B、C三点的场强与原场强E0的大小。
高中物理竞赛讲义-电介质
