题目
关于导体,下列说法中正确的是( )。A. 静电场中,导体内部的电场强度处处为0B. 恒定电场中,导体内电位处处相等C. 静电场中,导体表面电场强度的方向与表面的法线方向平行D. 金属导体的介电常数约等于真空中的介电常数
关于导体,下列说法中正确的是( )。
A. 静电场中,导体内部的电场强度处处为0
B. 恒定电场中,导体内电位处处相等
C. 静电场中,导体表面电场强度的方向与表面的法线方向平行
D. 金属导体的介电常数约等于真空中的介电常数
题目解答
答案
A. 静电场中,导体内部的电场强度处处为0
解析
本题主要考查静电场和恒定电场中导体的性质以及金属导体介电常数的相关知识。解题思路是根据导体在不同电场中的特性,对每个选项逐一进行分析判断。
选项A
在静电场中,导体达到静电平衡状态。当导体处于静电场中时,导体内的自由电荷会在电场力的作用下发生定向移动,直到导体内部的合电场强度处处为$0$。此时,自由电荷不再受到电场力的作用,达到平衡状态。所以,静电场中导体内部的电场强度处处为$0$,该选项正确。
选项B
恒定电场是由稳定分布的电荷产生的电场,在恒定电场中,导体内部存在恒定电流。根据欧姆定律$J = \sigma E$(其中$J$是电流密度,$\sigma$是电导率,$E$是电场强度),因为有电流存在,所以导体内部电场强度$E\neq0$。再根据电场强度与电位的关系$E = -\nabla U$(其中$U$是电位),电场强度不为$0$,则电位必然存在梯度,即导体内电位不是处处相等的,该选项错误。
选项C
在静电场中,导体表面是等电位面。根据电场强度与电位的关系$E = -\nabla U$,电场强度的方向垂直于等电位面。所以导体表面电场强度的方向与表面的法线方向平行,而不是与表面的法线方向垂直,该选项错误。
选项D
金属导体内部存在大量的自由电子,其介电常数与真空中的介电常数有很大的差异。金属导体的介电常数通常远小于真空中的介电常数,该选项错误。