题目
在介质的分界面附近,_一定连续。A. 电场强度的法向分量B. 电场强度的切向分量C. 电场强度D. 电位移矢量
在介质的分界面附近,_一定连续。
A. 电场强度的法向分量
B. 电场强度的切向分量
C. 电场强度
D. 电位移矢量
题目解答
答案
B. 电场强度的切向分量
解析
本题考查静电场中介质分界面的边界条件,关键是区分电场强度和电位移矢量的法法向、切向分量的连续性。
核心知识点:介质分界面的边界条件
在两种不同介质的分界面上,电场的基本规律由麦克斯韦方程组的积分形式推导得出,主要结论如下:
- 电场强度的切向分量连续:
取分界面上的矩形闭合回路(边长无限小),应用$\oint \vec{E}\cdot d\vec{l}=0$(静电场无旋),积分结果为$E_{1t}=E_{2t}$,即切向分量连续。 - 电位移矢量的法向分量连续:
取分界面上的圆柱状高斯面(底面无限小),$\oint \vec{D}\cdot d\vec{S}=q_{自由}$(高斯定理),若分界面无自由电荷,则$D_{1n}=D_{2n}$,即法向分量连续。 - 电场强度的法向分量:$E_{1n}=\frac{D_{1n}}{\varepsilon_1}$,$E_{2n}=\frac{D_{2n}}{\varepsilon_2}$,因$\varepsilon_1\neq\varepsilon_2$,故$E_{1n}\neq E_{2n}$,法向分量不连续。
- 电位移矢量的切向分量:$D_{1t}=\varepsilon_1E_{1t$,$D_{2t}=\varepsilon_2E_{2t}$,因$\varepsilon_1\neq\varepsilon_2$,故$D_{1t}\neq D_{2t}$,切向分量不连续。
选项分析
- A. 电场强度的法向分量:不连续,错误。
- B 电场强度的切向分量:连续,正确。
- C 电场强度:大小和方向均可能不连续(法向不连续),错误。
- D 电位移位移矢量:法向连续但切向不连续,整体不连续,错误。