题目
在静电场中,高斯定理告诉我们( )A. 若高斯面内不包围电荷,则面上各点E的量值处处为零B. 高斯面上各点的E只与面内电荷有关,与面外电荷无关C. 穿过高斯面的E通亮,仅与面内电荷有关,但与面内电荷如何分布无关D. 若穿过高斯面的E通量为零,则面上各点的E比为零
在静电场中,高斯定理告诉我们( )
A. 若高斯面内不包围电荷,则面上各点E的量值处处为零
B. 高斯面上各点的E只与面内电荷有关,与面外电荷无关
C. 穿过高斯面的E通亮,仅与面内电荷有关,但与面内电荷如何分布无关
D. 若穿过高斯面的E通量为零,则面上各点的E比为零
题目解答
答案
C. 穿过高斯面的E通亮,仅与面内电荷有关,但与面内电荷如何分布无关
解析
步骤 1:理解高斯定理
高斯定理是静电学中的一个基本定理,它表明通过一个闭合曲面的电场强度通量与该闭合曲面内部的电荷量成正比。数学表达式为:$\oint \mathbf{E} \cdot d\mathbf{A} = \frac{Q_{\text{enc}}}{\epsilon_0}$,其中$\mathbf{E}$是电场强度,$d\mathbf{A}$是闭合曲面的面积元,$Q_{\text{enc}}$是闭合曲面内部的总电荷量,$\epsilon_0$是真空介电常数。
步骤 2:分析选项
A. 若高斯面内不包围电荷,则面上各点E的量值处处为零
- 这个选项是错误的。高斯面内不包围电荷,意味着$Q_{\text{enc}}=0$,根据高斯定理,$\oint \mathbf{E} \cdot d\mathbf{A} = 0$,但这并不意味着面上各点的电场强度$\mathbf{E}$处处为零。电场强度$\mathbf{E}$可以不为零,只要其通量为零即可。
B. 高斯面上各点的E只与面内电荷有关,与面外电荷无关
- 这个选项是错误的。高斯面上各点的电场强度$\mathbf{E}$不仅与面内电荷有关,还与面外电荷有关。高斯定理只说明了通过高斯面的电场强度通量与面内电荷量的关系,但电场强度$\mathbf{E}$本身是由所有电荷共同产生的。
C. 穿过高斯面的E通量,仅与面内电荷有关,但与面内电荷如何分布无关
- 这个选项是正确的。高斯定理表明,通过高斯面的电场强度通量$\oint \mathbf{E} \cdot d\mathbf{A}$仅与面内电荷量$Q_{\text{enc}}$有关,而与面内电荷的分布无关。电场强度$\mathbf{E}$的分布可能与面内电荷的分布有关,但通量只与总电荷量有关。
D. 若穿过高斯面的E通量为零,则面上各点的E比为零
- 这个选项是错误的。穿过高斯面的电场强度通量为零,意味着$\oint \mathbf{E} \cdot d\mathbf{A} = 0$,但这并不意味着面上各点的电场强度$\mathbf{E}$处处为零。电场强度$\mathbf{E}$可以不为零,只要其通量为零即可。
高斯定理是静电学中的一个基本定理,它表明通过一个闭合曲面的电场强度通量与该闭合曲面内部的电荷量成正比。数学表达式为:$\oint \mathbf{E} \cdot d\mathbf{A} = \frac{Q_{\text{enc}}}{\epsilon_0}$,其中$\mathbf{E}$是电场强度,$d\mathbf{A}$是闭合曲面的面积元,$Q_{\text{enc}}$是闭合曲面内部的总电荷量,$\epsilon_0$是真空介电常数。
步骤 2:分析选项
A. 若高斯面内不包围电荷,则面上各点E的量值处处为零
- 这个选项是错误的。高斯面内不包围电荷,意味着$Q_{\text{enc}}=0$,根据高斯定理,$\oint \mathbf{E} \cdot d\mathbf{A} = 0$,但这并不意味着面上各点的电场强度$\mathbf{E}$处处为零。电场强度$\mathbf{E}$可以不为零,只要其通量为零即可。
B. 高斯面上各点的E只与面内电荷有关,与面外电荷无关
- 这个选项是错误的。高斯面上各点的电场强度$\mathbf{E}$不仅与面内电荷有关,还与面外电荷有关。高斯定理只说明了通过高斯面的电场强度通量与面内电荷量的关系,但电场强度$\mathbf{E}$本身是由所有电荷共同产生的。
C. 穿过高斯面的E通量,仅与面内电荷有关,但与面内电荷如何分布无关
- 这个选项是正确的。高斯定理表明,通过高斯面的电场强度通量$\oint \mathbf{E} \cdot d\mathbf{A}$仅与面内电荷量$Q_{\text{enc}}$有关,而与面内电荷的分布无关。电场强度$\mathbf{E}$的分布可能与面内电荷的分布有关,但通量只与总电荷量有关。
D. 若穿过高斯面的E通量为零,则面上各点的E比为零
- 这个选项是错误的。穿过高斯面的电场强度通量为零,意味着$\oint \mathbf{E} \cdot d\mathbf{A} = 0$,但这并不意味着面上各点的电场强度$\mathbf{E}$处处为零。电场强度$\mathbf{E}$可以不为零,只要其通量为零即可。