题目
下面说法正确的是:A. 若高斯面上的电场强度处处为零,则该面内必定没有净电荷;B. 若高斯面内没有电荷,则该面上的电场强度必定处处为零;C. 若高斯面上的电场强度处处不为零,则该面内必定有电荷;D. 若高斯面内有电荷,则该面上的电场强度必定处处不为零。
下面说法正确的是:
A. 若高斯面上的电场强度处处为零,则该面内必定没有净电荷;
B. 若高斯面内没有电荷,则该面上的电场强度必定处处为零;
C. 若高斯面上的电场强度处处不为零,则该面内必定有电荷;
D. 若高斯面内有电荷,则该面上的电场强度必定处处不为零。
题目解答
答案
A. 若高斯面上的电场强度处处为零,则该面内必定没有净电荷;
解析
本题考查高斯定理(电场中的高斯定律)的理解与应用,需明确以下核心要点:
- 高斯定理的数学表达:闭合曲面的电通量等于面内净电荷量除以介电常数,即 $\Phi = \frac{Q_{\text{enc}}}{\varepsilon_0}$。
- 电场强度与电通量的关系:若高斯面上电场强度处处为零,则电通量为零,进而面内净电荷必为零。
- 电荷分布与对称性:高斯面内外电荷分布及对称性会影响面上电场强度的分布,但面内净电荷为零时,电场强度不一定为零。
关键破题点:
- 选项A直接对应高斯定理的推论;
- 选项B、C、D均忽略了外部电场或对称性对电场强度的影响。
选项分析
选项A
若高斯面上电场强度处处为零,则电通量 $\Phi = \oint \mathbf{E} \cdot d\mathbf{A} = 0$。根据高斯定理,$\Phi = \frac{Q_{\text{enc}}}{\varepsilon_0}$,因此 $Q_{\text{enc}} = 0$。面内必定没有净电荷,正确。
选项B
若高斯面内无电荷($Q_{\text{enc}} = 0$),但可能存在外部电荷产生的电场穿过高斯面。例如,点电荷外的高斯面,面内无电荷但面上电场强度不为零。电场强度不一定为零,错误。
选项C
高斯面上电场强度处处不为零,可能由以下两种情况导致:
- 面内有净电荷($Q_{\text{enc}} \neq 0$);
- 面内无净电荷,但外部电场穿过高斯面(如均匀外电场)。
面内不一定有电荷,错误。
选项D
高斯面内有电荷($Q_{\text{enc}} \neq 0$),但若电荷分布对称(如导体内部的对称空腔),可能导致面上电场强度为零。电场强度不一定处处不为零,错误。