题目
电位移表达式 overrightarrow D = xi overrightarrow E A. 在各种电介质中适用B. 真空中适用C. 只在各向异性的电介质中适用D. 只在各向同性的、线性的、均匀的电介质中适用
$$ 电位移表达式 $\overrightarrow D = \xi \overrightarrow E$ $$
A. 在各种电介质中适用
B. 真空中适用
C. 只在各向异性的电介质中适用
D. 只在各向同性的、线性的、均匀的电介质中适用
题目解答
答案
D. 只在各向同性的、线性的、均匀的电介质中适用
解析
本题考查电位移矢量$\overrightarrow{D}$的表达式$\overrightarrow{D} = \xi \overrightarrow{E}$的适用条件。关键在于理解介质的性质对电位移与电场强度关系的影响。
- 核心思路:电位移矢量$\overrightarrow{D}$的表达式$\overrightarrow{D} = \xi \overrightarrow{E}$成立的前提是介质满足各向同性、线性、均匀三个条件。
- 破题关键:
- 各向同性:介质在各个方向的物理性质相同,保证$\overrightarrow{D}$与$\overrightarrow{E}$方向一致。
- 线性:$\overrightarrow{D}$与$\overrightarrow{E}$成线性关系,即$\xi$为常数。
- 均匀:$\xi$在介质内部各处相同。
若介质不满足上述条件(如各向异性、非线性或不均匀),则需用更复杂的表达式描述。
选项分析
- A. 在各种电介质中适用
错误。若介质是各向异性(如某些晶体),$\overrightarrow{D}$与$\overrightarrow{E}$不成比例关系,需用张量形式描述。 - B. 真空中适用
错误。真空中$\overrightarrow{D} = \varepsilon_0 \overrightarrow{E}$,但题目中的$\xi$通常指介质的极化率相关参数,而真空不属于“电介质”。 - C. 只在各向异性的电介质中适用
错误。各向异性介质中$\overrightarrow{D}$与$\overrightarrow{E}$方向不同,表达式不成立。 - D. 只在各向同性的、线性的、均匀的电介质中适用
正确。此时$\overrightarrow{D}$与$\overrightarrow{E}$成线性比例关系,$\xi$为常数。