浅谈高斯定理中高斯面的确定方法.pdfVIP

第37卷第6期喀什大学学报Vol_37No．6

2016年11月JournalofKashgarUniversityNOV．2016

DOI：10．13933~．cnki．2096-2134．2016．06．006

浅谈高斯定理中高斯面的确定方法

路俊哲，武盼盼，柏云凤，热孜宛古丽，闵梦婷

(新疆师范大学物理与电子工程学院，乌鲁木齐830054)

摘要：高斯定理是电磁场中的普通规律．在对高斯定理的应Hj中，高斯面的选择和确定是一个至关重要的步骤．

通过对高斯定理内容和公式的理解展开讨论，提i=l{了高斯面的两条建立规则，给出建立此规则的理论依据，并依

据建立的规则进行应用举例．该规则的建立为理解和掌握高斯定理及解决相关问题提供了有效的方法和思路．

关键词：高斯定理；高斯面；选取规则

中图分类号：0411．1文献标识码：A文章编号2016)06—0023—03

0引言于该曲面内电荷的代数和除以￡o，即

静电场中的高斯定理是电磁场巾的一个非常重要的基，∑q

本定理，是描述静电场性质、反映静电场基本规律的两个重=}!E·dS=—．(1)

￡0

要定理之一，也是大学物理教学中的重点和难点内容．它反

映了静电场中任一闭合曲面的电通量与该面内电荷之间的对于该定理及其公式的理解为：

定量关系．对高斯定理的理解与掌握不仅关系到是否学好

(1)公式右边的qi指的是闭合曲面内正负自由电

电磁学，而且会直接影响对电动力学巾麦克斯韦电磁场理内

论课程的学习．因此，静电场中高斯定理的理解和应用对于荷的代数和．它表示只有高斯面内的电荷对通过高斯面的

总露通量有贡献，而高斯面外的电荷对通过高斯面的总E

理工科大学生来说具有十分重要的意义．然而，很多理工科

通量没有贡献．或者说，通过高斯面的总磨通量只与面内电

大学生在学习该部分内容时，对于该内容的理解却存在很

荷有关，与面外电荷无关，但是高斯面内、外的电荷对空间

多困难和模糊认识，对该知识点的应用往往感觉无从下手，

各点(包括高斯面上的各点)的场强都是有贡献的．

产生诸多疑问：(1)应用高斯定理求解场强时电荷分布必

(2)高斯面内以及高斯面外的电荷位置的改变对高斯

须要具有对称性吗?(2)如果电荷分布具有对称性对于高

面上的总通量没影响，但对高斯面上的电场强度是有影

斯定理求解场强有什么帮助?(3)选择什么样的闭合曲面

响的．

才是最合适的高斯面?……等等．目前，虽然已经有一些教

(3)高斯定理给出的是通过高斯面的电场强度通量与

材[1-4]和文献q对该部分内容有所研究，对解题步骤有所概

高斯面内电荷量代数和的关系，并非是指高斯面上的电场

述，但在具体细节的讲解上还不够全面、细致和详尽．基于