均匀带电介质球空间电场及极化电荷分布解析

摘要

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.