题目
穿过高斯面的电通量为零,则面上各点的电场强度必为零A. 正确B. 错误
穿过高斯面的电通量为零,则面上各点的电场强度必为零
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
B. 错误
解析
考查要点:本题主要考查对高斯定理的理解,特别是电通量与电场强度的关系。
解题核心思路:
高斯定理表明,穿过闭合曲面的电通量等于面内包围的电荷量除以介电常数。若电通量为零,说明面内总电荷为零,但电场强度是空间分布的矢量,其积分结果为零不代表各点场强为零。需通过反例理解两者的区别。
破题关键点:
- 电通量为零仅说明面内总电荷为零,但无法推断场强分布。
- 场强可能由外部电荷或对称分布的电荷产生,导致通量抵消但场强非零。
错误原因分析:
题目认为“电通量为零则场强必为零”,混淆了积分结果与局部性质。具体分析如下:
-
高斯定理本质:
电通量 $\Phi = \oint \mathbf{E} \cdot d\mathbf{A}$ 是场强在曲面上的积分,与场强的空间分布有关。即使总和为零,场强可能在某些点非零,甚至整体非零。 -
反例说明:
- 情况1:高斯面内无电荷,但外部存在电荷。例如,点电荷位于高斯面外,此时 $\Phi = 0$,但高斯面上的场强 $\mathbf{E}$ 由外部电荷产生,不为零。
- 情况2:面内有等量异号电荷。总电荷 $Q_{\text{enc}} = 0$,但高斯面上各点的场强是两电荷的叠加,可能非零。
结论:电通量为零不能推出场强为零,原命题错误。