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文檔簡(jiǎn)介

*能量是定域于場(chǎng)的，靜電能是定域于靜電場(chǎng)的。

靜電場(chǎng)的能量

一個(gè)帶電體系所具有的靜電能就是該體系所具有的電勢(shì)能，它等于把各電荷元從無(wú)限遠(yuǎn)離的狀態(tài)聚集成該帶電體系的過(guò)程中，外界所作的功。

帶電體系所具有的靜電能是由電荷所攜帶呢，還是由電荷激發(fā)的電場(chǎng)所攜帶？能量定域于電荷還是定域于電場(chǎng)？在靜電場(chǎng)中沒(méi)有充分的理由，但在電磁波的傳播中能充分說(shuō)明場(chǎng)才是能量的攜帶者。*

在電容器充電過(guò)程中,設(shè)某時(shí)刻兩極板間的電壓為UAB

,在外力作用下持續(xù)地將dq電量從負(fù)極板移到正極板時(shí)，外力因克服靜電場(chǎng)力作的功為所以在電容器中儲(chǔ)存的能量為+*因?yàn)殡娙萜髦械碾娏?、?chǎng)強(qiáng)和電壓分別為Q=

S=

ES,E=E/εr=σ/ε,

UAB=Ed

由此可以求得電容器中靜電能量電容器中靜電能的能量密度對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)，在體元d

內(nèi)的電場(chǎng)能量為整個(gè)電場(chǎng)的能量可以表示為*球坐標(biāo)的體元

在各向異性電介質(zhì)中，一般說(shuō)來(lái)

與

的方向不同，這時(shí)電場(chǎng)能量密度應(yīng)表示為O*例1一個(gè)半徑為R，帶電荷為q的金屬球浸沒(méi)在電容率為

的無(wú)限大均勻電介質(zhì)中，求空間的電場(chǎng)能量。rS

解因?yàn)榍騼?nèi)沒(méi)有電場(chǎng)，電場(chǎng)能為零，由高斯定理求得球外的電場(chǎng)強(qiáng)度為

即4

r2

D=q

解得電位移為

該處的能量密度為*在半徑為

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