静电场之电场线与电通量

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静电场之电场线与电通量

电场线 电通量和电场强度的关系如何?电通量的正 负表示什么意义?

一静电场的电场线穿过某一闭合曲面的电场强度通量与 什么有关？

怎样理解电通量?

一、静电场之电场线与电通量

电场线

在电场中描绘一系列曲线，使其上每一点切线方向都与该点场强的方向一致。且通过垂直于场强单位面积的曲线数目等于该点场强的大小，这些曲线称为电场线。

显然，电场线的方向表示场强的方向，电场线的密度表示场强的大小。这样，电场线就可以形象地全面描绘出电场中E的分布状况。对于静电场的电场线有两个特点:第一,电场线是从正电荷出发，终止于负电荷，电场线不闭合，也不中断。第二，任何两条电场线不能相交，因为任何一点的场强都只有一个确定的方向。

电通量

通过电场中某一面积的电场线总数称为通过该面积的电通量或E通量，用Φ表示。下面分几种情况来讨论Φ的计算方法。

在匀强电场中通过与场强E垂直的平面S的电通量，由上述定义应为Φ=ES=E·S。

如果平面S的法线n与场强之间的夹角为θ，则通过该平面的电通量为Φ=Ecosθ·S=E·S

对于在非均匀电场中通过任意曲面的电通量，可将该曲面分割为许多无限小的面积元dS,以至于可视其为一平面,而且在dS上的电场强度可认为是均匀的，则通过该面积元的电通量为dΦ=EcosθdS=E·dS

∫为积分符号，∫∫为二重积分符号。一条积分号画圈∮是曲线积分符号，表示封闭曲线上的积分；两条积分号画圈是曲面积分符号，表示封闭曲面上的积分；

规定闭合曲面的法线方向是由里向外为正。若曲面上任一面积元处的θ＜π／2，则该处的电通量为正，即穿出该面的电场线数为正;若θ＞π／2，则该处的电通量为负，即穿入该面的电场线数为负。

通过整个闭合曲面的电通量Φ的值为穿出与穿入该闭合曲面的电场数的代数和。

一、电场线 电通量和电场强度的关系如何?电通量的正 负表示什么意义?

电场线的疏密可是表示电场强度的强弱,越密表示的电场强度越强.
电通量表示的是电场垂直穿过某个面的强度,正负表示的是穿进还是穿出.

二、一静电场的电场线穿过某一闭合曲面的电场强度通量与 什么有关？

穿过一闭合曲面的电通量与封闭曲面所包围的电荷量成正比。即电场强度在一封闭曲面上的面积分与封闭曲面所包围的电荷量成正比。

它表示，电场强度对任意封闭曲面的通量只取决于该封闭曲面内电荷的代数和，与曲面内电荷的位置分布情况无关，与封闭曲面外的电荷亦无关。在真空的情况下，Σq为包围在封闭曲面内的自由电荷的代数和。当存在介质时，Σq应理解为包围在封闭曲面内的自由电荷和极化电荷的总和。

三、怎样理解电通量?

所谓电通量，是指穿过一定面积的E的多少。

实际上是个积分。首先，电场是矢量，有大小和方向。那么，在空间取一个曲面，这个面上每一点都有一个E(注意是矢量)。为了简单起见，如果这个曲面是规则的(如球面)，而且其上每一点的E大小都相等，且都指向球面外侧。

则E的通量＝E*曲面面积(注意这个公式，E是矢量，这里的曲面面积也是矢量，点乘得到标量)。

举个例子，一个点电荷q，在以其为球心，半径r的球面的通量就是球面的E点乘球面积。

电场强度，是指单位正电荷的受力大小。描述的是电场的性质。

副标题回答：

因为电通量是电场的通量，与穿过一个曲面的电场线的数目成正比，是表征电场分布情况的物理量。

电场强度大小和电场线条数没有直接关系、大小是通过场线的疏密来反映的，如果范围没有扩大、电场线条数增大的话、相应就变密、场强就变大了。

是的。所谓电场强度就是电场线的面密度就是说，电场线的疏密可以用来描述电场强度!

扩展资料：

静电场的高斯定理指出，通过任意闭合曲面的电通量可以不为零，它表明静电场是有源的。有旋电场的高斯定理指出，通过任意闭合曲面的电通量（指有旋电场的通量）为零，它表明有旋电场是无源的。

通量（如电通量、磁通量、流量、电流等）概念及由它表述的高斯定理是描述矢量场（如电场、磁场、流速场、电流场等）性质的重要手段，它可以确定矢量场是否有源头或尾闾（汇）。

电位移矢量是一个用以描述电场的辅助物理量，是矢量。因为物质有极化作用，是真空中的高斯定律修正。

位移电流是电位移矢量时间变化率的量，并对面积分。因为这个量同电流一样产生磁场，故称为位移电流，但本质并非电流，而是电场变化率。所以磁场的产生除了电荷运动外，还有电场的变化。

说明电位移对任意封闭曲面的通量只取决于曲面内自由电荷的代数和，与自由电荷的分布情况无关，与极化电荷亦无关。

更常遇到的是逆反问题。给定区域中电荷分布，所求量为在某位置的电场。这问题比较难解析。虽然知道穿过某一个闭合曲面的电通量，但这信息还不足以确定曲面上各点处的电场分布，在闭合曲面任意位置的电场可能会很复杂。

仅有在体系具有较强对称性的情况下，如均匀带电球的电场、无限大均匀带电面的电场以及无限长均匀带电圆柱的电场，使用高斯定理才会比使用叠加原理更简便。

在静电场中，由于自然界中存在着独立的电荷，所以电场线有起点和终点，只要闭合面内有净余的正（或负）电荷，穿过闭合面的电通量就不等于零，即静电场是有源场。

而在磁场中，由于自然界中没有磁单极子存在，N极和S极是不能分离的，磁感线都是无头无尾的闭合线，所以通过任何闭合面的磁通量必等于零。

参考资料：