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,则该面内必无电荷 ( B ) 若高斯面内无电荷,则高斯面上的电场强度处处为零 ( C ) 若高斯面上的电场强度处处不为零,则高斯面内必定有电荷 ( D ) 若高斯面内有净电荷,则通过高斯面的电通量必不为零
下面说法正确的是( )
( A ) 若高斯面上的电场强度处处为零,则该面内必无电荷
( B ) 若高斯面内无电荷,则高斯面上的电场强度处处为零
( C ) 若高斯面上的电场强度处处不为零,则高斯面内必定有电荷
( D ) 若高斯面内有净电荷,则通过高斯面的电通量必不为零
题目解答
答案
(A)若高斯面上的电场强度处处为零,则该面内必无电荷。错,应是面内无净电荷。
(B)电场由整个空间的电荷共同决定。因此B、C选项错误。
( D ) 根据高斯定理知电场通过一个闭合曲面的总电通量等于该曲面内电荷的代数和除以真空中的介电常数。所以若高斯面内有净电荷,则通过高斯面的电通量必不为零。正确
故本题选(D)
解析
本题考查高斯定理的理解与应用,需明确以下核心要点:
- 高斯定理:电通量Φ与面内净电荷Q的关系为Φ = Q/ε₀,与面外电荷无关。
- 电场强度与电通量的区别:高斯面上某点的场强由所有电荷(面内+面外)共同决定,但电通量仅与面内净电荷相关。
- 关键逻辑:
- 若面内净电荷为零,电通量Φ=0,但场强可能不为零(因面外电荷影响)。
- 若面内有净电荷,Φ≠0,场强分布可能复杂但必然存在非零通量。
选项分析
(A) 若高斯面上的电场强度处处为零,则该面内必无电荷
- 错误。若场强处处为零,则电通量Φ=0,说明面内净电荷为零,但可能存在等量异号电荷(总和为零)。因此不能断言“面内无电荷”。
(B) 若高斯面内无电荷,则高斯面上的电场强度处处为零
- 错误。场强由所有电荷(包括面外电荷)决定。即使面内无电荷,面外电荷仍可能使场强非零。
(C) 若高斯面上的电场强度处处不为零,则高斯面内必定有电荷
- 错误。场强非零可能仅由面外电荷引起。例如,孤立点电荷外的任意高斯面,场强非零但面内无电荷。
(D) 若高斯面内有净电荷,则通过高斯面的电通量必不为零
- 正确。根据高斯定理,Φ = Q_净/ε₀,若Q_净≠0,则Φ必然不为零。