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一点电荷q位于一立方体中心 立方体边长为a 问通过该立方体一个面的电通量是多少?如果将此电荷
问题详情
一点电荷q位于一立方体中心,立方体边长为a,问通过该立方体一个面的电通量是多少?如果将此电荷移到立方体的一个顶点上,这时通过该立方体每一面的电通量各是多少?
参考答案
当点电荷位于立方体的中心时,根据高斯定理,通过立方体六个面的总电通量为q/ε0。由于立方体的六个侧面对于其中心对称,所以每个面通过的电通量应为q/6ε0。
点电荷的电场线是径向的,所以当点电荷位于立方体的一个顶点上时,包含点电荷所在顶点的三个面通过的电通量都为零。另三个面对点电荷所在顶点是对称的,所以通过立方体的其它三个面的电通量相等。由于要全部包围点电荷需要8个立方体,相当于有24个面,所以通过其中每一个面的电通量应为q/24ε0。