题目
在空间有一非均匀电场,其电场线分布如图所示。在电场中作一半径为的闭合球面S,已知通过球面上某一面元的电场强度通量为,则通过该球面其余部分的电场强度通量为( )A. B. C. D. 0
在空间有一非均匀电场,其电场线分布如图所示。在电场中作一半径为
的闭合球面S,已知通过球面上某一面元
的电场强度通量为
,则通过该球面其余部分的电场强度通量为( )

A. 
B. 
C. 
D. 0
题目解答
答案
A. $\bigcirc {1}-$
解析
考查要点:本题主要考查对电场通量和高斯定理的理解,以及如何结合电场线分布分析通量关系。
解题核心思路:
- 高斯定理指出,电场强度通量的总和等于闭合面内包围的电荷量除以介电常数$\varepsilon_0$。
- 若题目未明确说明闭合面内存在电荷,则需通过电场线分布特征判断总通量是否为零。
- 题目中电场线分布可能暗示无电荷存在于球面内,此时总通量为零,其余部分通量与已知面元通量大小相等、方向相反。
破题关键点:
- 非均匀电场的电场线可能不对称,但若无电荷存在,总通量仍为零。
- 通过已知面元的通量$\Delta \phi$与其余部分通量之和为总通量,结合总通量为零即可求解。
根据高斯定理,闭合球面$S$的总通量为:
$\Phi_{\text{总}} = \frac{Q_{\text{内}}}{\varepsilon_0}$
若球面内无电荷(即$Q_{\text{内}} = 0$),则总通量$\Phi_{\text{总}} = 0$。
设通过面元$\Delta S$的通量为$\Delta \phi$,其余部分的通量为$\Phi_{\text{其余}}$,则:
$\Phi_{\text{总}} = \Delta \phi + \Phi_{\text{其余}}$
代入$\Phi_{\text{总}} = 0$,得:
$\Phi_{\text{其余}} = -\Delta \phi$
关键结论:
- 题目未提及球面内存在电荷,结合非均匀电场线分布可推断总通量为零。
- 其余部分通量与已知面元通量大小相等、符号相反。