题目
欧姆定律的微分形式为 overrightarrow (j)=ooverrightarrow (E)。
欧姆定律的微分形式为
。
。题目解答
答案
√
解析
考查要点:本题主要考查对欧姆定律微分形式的理解,需要明确电流密度、电导率与电场强度之间的关系。
解题核心思路:
欧姆定律的微分形式描述了电流密度$\overrightarrow{j}$与电场强度$\overrightarrow{E}$的局部关系,其核心是电导率$\sigma$作为材料的固有属性,连接两者。需验证公式是否符合物理量的定义及单位一致性。
破题关键点:
- 公式方向性:电流密度与电场强度方向一致。
- 物理量单位:通过量纲分析验证公式合理性。
- 微分形式与积分形式的区别:微分形式适用于局部、非均匀或各向异性材料。
欧姆定律的微分形式为:
$\overrightarrow{j} = \sigma \overrightarrow{E}$
其中:
- $\overrightarrow{j}$是电流密度(单位:A/m²),表示单位截面积上的电流;
- $\overrightarrow{E}$是电场强度(单位:V/m),驱动物质中电荷定向移动;
- $\sigma$是电导率(单位:S/m),反映材料导电能力。
验证公式合理性:
- 方向关系:电流密度方向与电场强度方向相同,符合正电荷定向移动规律。
- 量纲分析:
- 左侧$\overrightarrow{j}$的单位为A/m²;
- 右侧$\sigma$(S/m)乘以$\overrightarrow{E}$(V/m),因1 S = 1 A/V,故单位为:
$\frac{\text{A}}{\text{V} \cdot \text{m}} \cdot \frac{\text{V}}{\text{m}} = \frac{\text{A}}{\text{m}^2}$
量纲一致,公式成立。