题目
在下列描述中正确的是( )A. 感生电场和静电场一样,属于无旋场B. 感生电场和静电场的共同点,就是对场中的电荷具有作用力C. 因为感生电场对电荷具有类似于静电场对电荷的作用力,所以在感生电场中也可类似于静电场一样引入电势D. 感生电场和静电场一样,是能脱离电荷而单独存在
在下列描述中正确的是( )
A. 感生电场和静电场一样,属于无旋场
B. 感生电场和静电场的共同点,就是对场中的电荷具有作用力
C. 因为感生电场对电荷具有类似于静电场对电荷的作用力,所以在感生电场中也可类似于静电场一样引入电势
D. 感生电场和静电场一样,是能脱离电荷而单独存在
题目解答
答案
B. 感生电场和静电场的共同点,就是对场中的电荷具有作用力
解析
本题考查感生电场和静电场的性质及特点,解题思路是分别分析感生电场和静电场的相关性质,然后逐一判断每个选项的正确性。
选项A
- 静电场是由静止电荷产生的,其电场线是不闭合的,根据麦克斯韦方程组,静电场的旋度$\nabla\times\vec{E}_{静}=0$,所以静电场是无旋场。
- 感生电场是由变化的磁场产生的,其电场线是闭合曲线,根据法拉第电磁感应定律$\oint_{L}\vec{E}_{感}\cdot d\vec{l}=-\frac{d\varPhi_{m}}{dt}$,感生电场的环流不为零,即$\nabla\times\vec{E}_{感}\neq0$,所以感生电场是有旋场。
- 因此,感生电场和静电场不一样,感生电场是有旋场,静电场是无旋场,选项A错误。
选项B
- 电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用,无论是静电场还是感生电场,当有电荷处于它们的场中时,都会受到电场力的作用。
- 对于静电场,电荷$q$受到的电场力$\vec{F}_{静}=q\vec{E}_{静}$;对于感生电场,电荷$q$受到的电场力$\vec{F}_{感}=q\vec{E}_{感}$。
- 所以,感生电场和静电场的共同点就是对场中的电荷具有作用力,选项B正确。
选项C
- 电势的引入是基于静电场是保守场,即静电场力做功与路径无关,$W_{AB}=qU_{AB}=q\int_{A}^{B}\vec{E}_{静}\cdot d\vec{l}$,可以定义电势差和电势。
- 而感生电场是有旋场,感生电场力做功与路径有关,不满足保守力的性质,所以不能像静电场一样引入电势。
- 因此,选项C错误。
选项D
- 静电场是由静止电荷产生的,不能脱离电荷而单独存在。
- 感生电场是由变化的磁场产生的,即使没有电荷,只要有变化的磁场就会产生感生电场,所以感生电场可以脱离电荷单独存在。
- 所以,感生电场和静电场不一样,静电场不能脱离电荷单独存在,选项D错误。