题目
边长为L的正方形盒的表面分别平行于坐标平面XY、YZ和ZX,设均匀电场 overrightarrow (E)=5overrightarrow (i)+-|||-6j, 则通过各面电场强度通量的绝对值φ xy,ϕyz,ϕzx分别为:

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查电场强度通量的计算,涉及电场在不同方向的分量与面的法线方向的关系。
解题核心思路:
- 通量公式:电场通量 $\Phi = \overrightarrow{E} \cdot \overrightarrow{S} = E \cdot S \cdot \cos\theta$,其中 $\theta$ 是电场与面法线的夹角。
- 立方体面的法线方向:平行于 $XY$ 平面的面法线沿 $z$ 轴方向,平行于 $YZ$ 平面的面法线沿 $x$ 轴方向,平行于 $ZX$ 平面的面法线沿 $y$ 轴方向。
- 关键判断:若电场在某方向的分量为零,则该方向面的通量为零;否则通量由对应分量决定。
破题关键点:
- 电场分量分析:$\overrightarrow{E} = 5\overrightarrow{i} + 6\overrightarrow{j}$,$z$ 分量为零。
- 方向匹配:仅当电场分量与面法线方向一致时,通量才不为零。
平行于 $XY$ 平面的面($\phi_{xy}$)
- 法线方向:沿 $z$ 轴(正负方向)。
- 电场分量:$E_z = 0$。
- 通量计算:
$\Phi_{xy} = E_z \cdot S = 0 \cdot L^2 = 0$
绝对值:$\phi_{xy} = 0$。
平行于 $YZ$ 平面的面($\phi_{yz}$)
- 法线方向:沿 $x$ 轴(正负方向)。
- 电场分量:$E_x = 5$。
- 通量计算:
$\Phi_{yz} = E_x \cdot S = 5 \cdot L^2$
绝对值:$\phi_{yz} = 5L^2$。
平行于 $ZX$ 平面的面($\phi_{zx}$)
- 法线方向:沿 $y$ 轴(正负方向)。
- 电场分量:$E_y = 6$。
- 通量计算:
$\Phi_{zx} = E_y \cdot S = 6 \cdot L^2$
绝对值:$\phi_{zx} = 6L^2$。