题目
已知一高斯面所包围的体积内电量代数和sum _(i=1)^5(a)_(i)=0,则可肯定:( )A. 高斯面上各点场强均为零。 B. 穿过高斯面上每一面元的电通量均为零。 C. 穿过整个高斯面的电通量为零。 D. 以上说法都不对。
已知一高斯面所包围的体积内电量代数和
,则可肯定:( )
B. 穿过高斯面上每一面元的电通量均为零。
C. 穿过整个高斯面的电通量为零。
D. 以上说法都不对。
题目解答
答案
C. 穿过整个高斯面的电通量为零。
解析
本题考查高斯定理的理解与应用。关键点在于明确高斯定理中电通量与包围电荷的关系,以及场强分布与电通量的区别。需注意:
- 总电通量由高斯面包围的总电荷决定,与场强分布无关;
- 场强为零与电通量为零是不同概念,场强局部不为零时总电通量仍可能为零;
- 电通量的积分性质:总电通量为零不代表每个面元的电通量为零。
选项分析
选项A:高斯面上各点场强均为零
错误。高斯面上的场强由高斯面内外电荷共同决定。即使高斯面包围的总电荷为零,外部电荷或内部电荷的非对称分布仍可能使高斯面上某些点的场强不为零。
选项B:穿过高斯面上每一面元的电通量均为零
错误。电通量是积分量,总电通量为零仅说明所有面元的电通量代数和为零,但单个面元的电通量可能不为零。例如,高斯面上某区域场强较大,另一区域场强较小,但整体积分抵消为零。
选项C:穿过整个高斯面的电通量为零
正确。根据高斯定理,电通量 $\Phi = \frac{Q_{\text{enc}}}{\varepsilon_0}$,其中 $Q_{\text{enc}}$ 是高斯面包围的总电荷。题目中 $\sum a_i = 0$,因此 $\Phi = 0$。
选项D:以上说法都不对
错误。选项C正确,因此D不成立。