题目
3、若匀强电场的场强为E,其方向平行于半径为R的半球面的轴,-|||-如图所示。则通过此半球面的电场强度通量φe为-|||-(A)πR^2E (B)2πR^2E (C) dfrac (1)(2)pi (R)^2E (D)0
题目解答
答案
解析
本题考查电场强度通量的计算,核心在于理解电通量的定义及投影面积的确定。匀强电场方向平行于半球面的轴,需将半球面在垂直于电场方向的投影面积代入公式计算。
关键点:
- 电通量公式为 $\phi_e = E \cdot S_{\text{有效}}$,其中 $S_{\text{有效}}$ 是面积在垂直于电场方向的投影。
- 半球面的轴与电场方向一致,投影面积为半径为 $R$ 的圆,面积为 $\pi R^2$。
- 通过积分或对称性分析,最终通量为 $E \cdot \pi R^2$。
步骤1:确定有效面积
电场方向平行于半球面的轴,半球面在垂直于电场方向的投影为半径为 $R$ 的圆,面积为:
$S_{\text{有效}} = \pi R^2$
步骤2:计算电通量
根据电通量公式:
$\phi_e = E \cdot S_{\text{有效}} = E \cdot \pi R^2$
步骤3:验证对称性
半球面关于轴对称,电场均匀,所有面积元素的法线方向与电场方向的夹角对称分布,积分结果等效于直接使用投影面积计算。