电介质物理试卷

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

电介质物理学模拟试卷(一)

姓名＿＿＿＿＿成绩＿＿＿＿＿

一.填充题(36分):

1. 写出下列参数的定义式(6分):

①电容温度系数αC = ________________________________.

②介电系数温度系数αε =_____________________.

③松弛时间τ =____________________________________.

④偶极子转向极化率αd =____________________________.

⑤热离子松弛极化率αT=_____________________________.

⑥德拜方程_________________________________________.

2. 一平行板真空电容器,极板上的电荷面密度为σ,现填充相对介电系数为εr.的介质.若极板上的自由电荷面密度保持不变.求:①真空时, 平行板介质电容器的场强

E0=__________________, 电位移D0=______________,极化强度P0=__________________;②充以电介质时, 平行板介质电容器的场强E介=__________________,电位移D介

=______________,极化强度P介=_______________. 极化电荷所产生的场强E极

=____________________________.(7分)

3. 用极化强度P表示一个相对介电系数为εr. 平行板介质电容器的退极化电场

________________________________________________,平均宏观电场

__________________________________________________,极板上充电电荷所产生的电场

__________________________________________(6分).

4. 气体电介质自持放电的条件为___________________________________,其物理意义是

__________________________________________________

________________________________________________________________________________ ___

__________________________________________________________________________.(7分) 5. 根据瓦格纳的固体电介质热击穿理论,固体电介质发生热击穿时,其数学判断依据是

_______________________________________________________

________________________________________________________.(4分)

6.在双层电介质中,不发生空间电荷极化的条件是_______________________

_________________________________________________________.(2分)

7.钙钛矿型结构的离子晶体电介质产生自发极化的条件是________________

________________________________________________________________

________________________________________________________.(4分)

二.问答题(64分):

1.氯化钠型离子晶体在电场作用下将发生电子,离子位移极化.试求其介电系数的温度系数,并解释温度对氯化钠型离子晶体的介电系数的影响.(14分)

2.某一电介质具有两个不同的松弛极化时间:

①.写出ε’,ε”与频率的关系;

②.画出在一定的温度下, ε’,ε” ,tanδ与频率的关系曲线,且标出ε” 和tanδ的极值频率;

③.画出在一定的频率下, ε’,ε”的温度关系曲线;

④.画出这一介质的柯尔---柯尔图.(20分)

3.分析在不均匀电场(针尖对平板电极)中,气体电介质的放电和击穿行为.(14分)

4.如何定义铁电晶体的介电系数?为什么?画出测量铁电晶体的电滞回线的电路图和铁电晶体的电滞回线,标明矫顽场强,饱和极化强度,剩余极化强度的位置;说明测量铁电晶体的电滞回线的基本原理.(16分)

电介质物理学模拟试卷(二)

姓名＿＿＿＿＿成绩＿＿＿＿＿

一.填充题（40分）

1．克劳休斯—莫索帝方程______________________________________。(2分)

2．电介质中电位移D﹑平均宏观场强E﹑极化强度p的关系式是

____________________________________________________________。(2分)

3.加上电场以后,电介质的松弛极化强度P r与时间t的关系____________________________；极化强度达到稳态以后，移去电场，松弛极化强度P r与时间的关

___________________________，宏观上表征出来的是

______________________________________________________________

__________________________________________。(6分)

4.电导率γ与温度t的关系_____________________________________。(4分)

5.双层电介质中，不发生空间电荷极化的条件是_________________。(4分)

6.退极化电场可表示为_______________________________________。(4分)

7.依瓦格纳的固体电介质热击穿理论，电介质发生热击穿的数学判断依据

________________________________________________________。(4分)

8.一平行板真空电容器，极板上的电荷面密度为σ，现填以相对介电系数为εr的介质。若极板上的自由电荷面密度保持不变。求①.真空时，平行板电容器的场强E=_______________,电位移D=________________,极化强度P=_________________；②.充以电介质时，平行板介质电容器的场E=___________，电位移D=______________，极化强度

P=__________________。极化电荷所产生的场强

E=_____________________________________。(14分)

二．问答题（60分）

1. 用简原子结构模型,计算电子位移极化率。作图。(10分)

2.交变电场作用下,电介质的介电系数为什么要用复介电系数描述？如何判断介质是具有松弛极化的极性电介质？导出德拜方程的前提是什么？请绘出ε′、ε″、tanδ与lgω的关系曲线图。（14分）

3.铁电晶体极化强度与电场强度的关系构成电滞回线，试画出观测电滞回线的示意图，电滞回线图。图中分别标出试样电容，串联电容；矫顽场强，饱和极化强度，剩余极化强度的位置。简叙观测电滞回线的原理。(16分)

4.详细分析气体电介质的碰撞电离理论。如何解释气体电介质的自持放电条件.(14分)

5.用什么方法可以确定极性电介质的松弛时间是分布函数,对称的还是不对称的.(6分)

电介质物理学模拟试卷(三)

姓名＿＿＿＿＿成绩＿＿＿＿＿

1．一平行板真空电容器，极板上的自由电荷面密度为σ，现充以介电系数为εr的介质。若极板上的自由电荷面密度保持不变，则真空时：平行板电容器的场强Ｅ＝__________；电位移Ｄ＝_________，极化强度Ｐ＝____________；充以电介质时：平行板电容器的场强Ｅ＝_________，电位移Ｄ＝_________，极化强度Ｐ＝___________；极化电荷所产生的场强Ｅ＝___________________________________________。（14分）

2．退极化电场是_______________________________________。用极化强度P表示一相对介电常数为εr的平行板介质电容器的退极化电场__________________________，平均宏观电场________________________，电容器极板上充电电荷所产生的电场

______________________。（8分）

3．气体介质自持放电的条件是_________________________。它的物理意义为

__________________________________________________________________。（8分）

4．瓦格纳热击穿理论的数学判断依据______________________________。（4分）

5．为何要研究电介质中的有效电场？他与平均宏观场强有何区别？有效电场是由哪几部分组成的（用文字和数学表达式两种方法叙述）。（12分）

6．在交变电场作用下，电介质的介电系数为什么要用复介电系数述？如何判断介质是具有松弛极化的极性电介质？导出德拜方程的前提是什么？请绘出ε′、ε″、tanδ与lgω的关系曲线图。（16分)

7.已知电导率与温度的关系为γ=Ae-B/T,如何利用这一关系式，用实驗方法求得导电载流子的激活能U。（12分）

8．理想的BaTiO3铁电晶体将会出现哪几种主要的极化形式？BaTiO3铁电晶体具有哪些显著的特征。钙鈦矿型结构的离子晶体产生自发极化的条件是什么？（12分）

9．画出线性、非线性电介质（铁电晶体），在有、无介质损耗时的P~E关系曲线。（8分）10．流经介质电容器的电流是由哪几部分组成的？且作图表示。（6分）

电介质物理学模拟试卷(四)

姓名＿＿＿＿＿成绩＿＿＿＿＿

一. 写出下列参数的定义式(10分)

1. 电感应偶极矩μ=_____________________________________.(2分)

2. 极化率α=____________________________________________.(2分)

3. 介电系数温度系数αε=_________________________________.(2分)

4. 介质损耗角正切tanδ=_________________________________.(2分)

5. 铁电体的微分介电系数εrε0=___________________________________________(2分)

二.填充题(20分)

1. 介电系数ε与极化率α之间的关系式________________________________.(4分)

2. 在双层电介质中,其介电系数和电导率分别为ε1、ε2、γ1、γ2,在加上电压的瞬间,双层电介质中的电场强度按______________________分布,在稳态时, 双层电介质中的电场强度按

_________________分布. (4分)

3. 铁电晶体是指_________________________且___________________________的晶体. 铁

电晶体的铁电性判断依据是__________________________________________________.(4分) 4. 具有松弛极化的电介质，加上电场以后，松弛极化强度与时间的关系式为

________________________,宏观上表征出来的是____________________________电流. (4分)

5. 气体电介质产生碰撞电离的条件是______________________________,

由非自持放电转变为自持放电的条件是______________________.(4分)

三.简答题(20分)

1. 具有自发式极化的铁电晶体有哪些显著的特征?

2. 流经介质电容器的电流由哪几部分组成?且作图描述.

四.问答和计算题(50分)

1. 为何要研究电介质中的有效电场?有效电场指的是什么?它是由哪几部分组成的?并写出具体数学表示式?(16分)

2. 在针尖对平板的不均匀电场中，空间电荷随针尖极性的不同将对气体放电产生什么影响?两种情况下的放电电压有何差别?其放电电压与哪些因素有关?(16分)

3. 直径为10mm、厚度为1mm的介质电容器，其电容为2000pF，损耗角正切为0.02。计算:电介质的相对介电系数;损耗因子ε’tanδ;在交变电场的频率为50Hz、50MHz时的交流电导;外加10V、1kHz正弦电压时的泄漏电流。(18分)

电介质物理学模拟试卷(五)

姓名＿＿＿＿＿成绩＿＿＿＿＿

一.填充题(40分)

1.电介质的极化指的是______________________________________,表征电介质极化的宏观参数是_________________,其定义式为______________________.(6分)

2.电介质中的损耗是指___________________________________________,主要来自于

______________________________________________________________________.(7分)

3.一平行板真空电容器，若极板上的自由电荷面密度为σ，现充以介电系数为εr的介质。若

极板上的自由电荷面密度保持不变，则真空时：平行板电容器的场强Ｅ＝

__________________；电位移Ｄ＝_________________，极化强度

P=________________________；充以电介质时：平行板电容器的场强Ｅ＝

_______________________，电位移Ｄ＝_____________________,极化强度Ｐ＝

____________________；极化电荷所产生的场强Ｅ＝________________________。(14分) 4.气体介质自持放电的条件是______________________________________________。它的物理意为___________________________________________________________。（8分）

5.铁电晶体的自发应变是________________________________________________,对于180o 畴,自发应变与__________________________________________成正比.(5分)

二.问答题(60分)

1.理想的BaTiO3铁电晶体将会出现哪几种主要的极化形式？BaTiO3铁电晶体具有哪些显著的特征。钙鈦矿型结构的离子晶体产生自发极化的条件是什么？（12分）

2.某介质的εS=10，ε∞=2，τ=10-8S，请画出ε″～lgω关系曲线，标出ε″峰值位置，εmax″等于多少?ε″～lgω关系曲线下的面积是多少?(10)

3.写出德拜方程,求证如何用实验的方法绘出Colo-Colo 图.(12分)

4.已知电导率与温度的关系为γ=Ae-B/T,如何利用这一关系式，用实验方法求得导电载流子的激活能U。（10分）

5. 画出线性、非线性电介质（铁电晶体），在有、无介质损耗时的P∽E关系曲线图。（6分）