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高斯定理

2017-03-31 14:20分类:电子技术 阅读:

 

1、高斯定理的内容
经过恣意一个闭合曲面的电通量等于围住在该闭合面内悉数电荷电量的代数和除以,与闭合面外的电荷无关。用公式标明,得

这个闭合面习气上叫高斯面。闭合面内的电荷或许有正有负,电量的代数和指的是正负电荷电量的代数和。
2、高斯定理的证实
(1)单个点电荷围住在同心球面内 点击观看演示动画
设空间有一点电荷,其周围激起电场。以为球心,为半径作一球面为高斯面。则高斯面上各点场强的巨细持平,方向沿矢径方向向外。在高斯面上取一面元,则经过的电通量为

经过悉数高斯面的电通量为

(2)单个点电荷围住在恣意闭合曲面内
在闭合曲面内以为球心,为半径作一恣意球面为高斯面。在面上取一面元 ,则经过 的电通量为

经过悉数闭合曲面的电通量为

(3)单个点电荷在恣意闭合曲面外 点击观看演示动画
为极点作一锥面,立体角为。锥面在闭合曲面上截取了两个面元, ,它们到极点的距分阻隔为 ,则经过的电通量为

的数值持平,符号相反,它们的代数和为零。而经过悉数闭合曲面的电通量 是经过这么一对对面元的电通量之和,因而也等于零。
(4)多个点电荷的景象 点击观看演示动画
设空间一同存在个点电荷,其间在高斯面 以内,
在高斯面以外。设面就任一点的场强为,由场强叠加原理,得

式中 是各点电荷独自存在时的场强。穿过 面的电通量为


高斯定理是静电场的两条根柢定理之一,它反映了静电场的根柢性质:静电场是有源场,"源"即电荷。此外高斯定理不只对静电场适用,对改动的电场也适用,它是电磁场理论的根柢方程之一。

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