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Chap20Gauss’sLawMathematicianPhysicistastronomer
ElectricfluxSurfaceintegralGauss’slawClosedsurfaceGaussiansurfaceKeyterms:
Gauss’slawisanmoregeneralrelationshipbetweenelectricchargeandelectricfield.Itispartofthekeytousesymmetryconsiderationstosimplifyelectric-fieldcalculations.Anditgivesusadditionalinsightintothenatureofelectrostaticfields.Gauss’slawinvolvesanintegraloftheelectricfieldEateachpointonaclosedsurface.
20-1Electricfieldlines1.Rule(P.472):1)Thetangenttoafieldlineisinthedirectionofthefield;Bydrawingfewrepresentativelinesthatfollowthecurvaturemappedoutbythearrowstovisualizepatternsinelectricfield.2)Thedensityofthelinesmeasurestheintensityofthefield;
SomeTypicalFieldLines(P472):!mind:electricfieldlinesdonotactuallyexist!
2.EssenceoftheElectricfieldlines(P472)1)Electricfieldlinesoriginateonpositivecharges(orcomefrominfinity)andterminateonnegativecharges(orgoontoinfinity).Theyneveroriginateorterminateonacharged-freepointinfinitespace(不会在没有电荷处中断).2)Thefieldlinesarenevercrosseachother
20-2ElectricFlux(P.487)1.Definition:Thenumberoffieldlinescrossingagivenareaiscalledthefluxthroughthearea.1)Inuniformfield2.CalculationsofElectricFlux??
Example:Thefluxoftheelectricfield(24N/C)i+(30N/C)j+(16N/C)kthrougha2.0m2portionoftheyzplaneis: A) 32N.m2/C B) 34N.m2/C C) 42N.m2/C D) 48N.m2/C E) 60N.m2/CExample:
2)NonuniformfielddADividethesurface,andchooseanysmallelementdA.Thefieldcanbeconsidereduniformoverthistinyarea.TheelectricfluxthroughtheentiresurfaceisA
3.PropertiesofElectricFlux1)Electricfluxisascalar,butitcanbepositiveornegative.TheSIunit:Nm2/C,Vm.Question:?Outward:positive!2)Foraclosedsurface,wedefinethedirectionofA,orofdA,topointoutwardf
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