题目
电介质在静电场中会产生极化现象,依据在各向同性、线性的电介质中的场的计算公式可以求解静电场中电介质极化电荷所产生的场强。A. 正确B. 错误
电介质在静电场中会产生极化现象,依据在各向同性、线性的电介质中的场的计算公式可以求解静电场中电介质极化电荷所产生的场强。
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
A. 正确
解析
本题考查电介质在静电场中的极化现象及其产生的场强计算。关键在于理解各向同性、线性电介质的性质以及极化电荷对场强的影响。
核心思路:
- 电介质在电场中发生极化,导致电荷重新分布,形成极化电荷。
- 极化电荷会产生自身的电场,影响总场强。
- 在各向同性、线性电介质的假设下,可通过相关公式(如电位移场或电位移叠加原理)计算极化电荷的场强。
极化现象与极化电荷
当电介质置于静电场中时,电场会使电介质分子发生极化(即分子内正负电荷发生相对位移)。这种极化导致电介质内部出现极化电荷:
- 表面极化电荷:分布在电介质表面。
- 体积极化电荷:分布在电介质内部。
极化电荷的场强计算
极化电荷的分布与电介质的极化强度 $\mathbf{P}$ 相关。根据电介质的性质:
- 各向同性:电介质的极化方向与外电场方向一致,无方向依赖性。
- 线性:极化强度与电场强度成线性关系,即 $\mathbf{P} = \chi_e \varepsilon_0 \mathbf{E}$($\chi_e$ 为电极化率)。
在这些假设下,极化电荷的场强可通过以下方式计算:
- 体积极化电荷密度:$\rho_p = -\nabla \cdot \mathbf{P}$
- 表面极化电荷密度:$\sigma_p = \mathbf{P} \cdot \mathbf{\hat{n}}$($\mathbf{\hat{n}}$ 为表面法向量)
通过上述公式,结合高斯定理或电位叠加原理,可以定量求解极化电荷产生的场强。