题目
9、如果将电荷量为q的点电荷置于立方体的一个顶角上,则通过与它不相邻的-|||-每个侧面的电场强度的通量为 () 。-|||-A、 dfrac (9)(6{varepsilon )_(0)} B、 . dfrac (9)(12{s)_(0)} C、 dfrac (9)(24{c)_(0)} . D、 dfrac (9)(48{varepsilon )_(0)}

题目解答
答案
C. $\dfrac {9}{24{c}_{0}}$
解析
本题考查电场强度通量的计算,核心在于高斯定理的应用及对称性分析。关键点如下:
- 高斯定理:电场强度的通量穿过闭合曲面的积分等于曲面内电荷量除以$\varepsilon_0$,即$\Phi = \dfrac{q}{\varepsilon_0}$。
- 对称性分析:点电荷位于立方体顶角时,电场线对称分布。需明确不相邻侧面的通量占比。
- 立体角分配:通过将点电荷视为处于由八个立方体组成的结构中心,每个不相邻侧面的通量对应总通量的$\dfrac{1}{24}$。
关键步骤分析
- 总通量计算:若点电荷$q$位于闭合立方体中心,总通量为$\dfrac{q}{\varepsilon_0}$,每个面通量为$\dfrac{q}{6\varepsilon_0}$。
- 顶点位置的对称性:点电荷位于顶角时,电场线分布不对称。需将立方体扩展为由八个立方体组成的结构,使点电荷位于整体中心。
- 通量分配:每个不相邻侧面对应总通量的$\dfrac{1}{24}$,因此通量为:
$\Phi = \dfrac{q}{\varepsilon_0} \cdot \dfrac{1}{24} = \dfrac{q}{24\varepsilon_0}.$
选项分析
- 选项C的表达式$\dfrac{9}{24c_0}$中,$c_0$应为$\varepsilon_0$(笔误),实际通量为$\dfrac{q}{24\varepsilon_0}$,与推导一致。