高斯定理到底是怎么样的?我们该如何运用高斯定理?
电通量与高斯定理的关系
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为零,它表明有旋电场是无源的。通量概念及由它表述的高斯定理是描述矢量场性质的重要手段,它可以确定矢量场是否有源头或尾闾。电通量密度是通过垂直于电场方向的单位面积的电通量,它等于该处电场的大小E 与ε。
库仑定律与电荷的关系对高斯定律的应用
在库仑定律的常见表述中,通常会有真空和静止,是因为库仑定律的实验基础——扭秤实验,为了排除其他因素的影响,是在亚真空中做的。另外,一般讲静电现象时,常由真空中的情况开始,所以库仑定律中有“真空”的说法。实际上,库仑定律不仅适用于真空中,还适用于均匀介质中,也适用于静止的点电荷之间。
库仑定律没有解决电荷间相互作用力是如何传递的,甚至按照库仑定律的内容,库仑力不需要接触任何媒介,也不需要时间,而是直接从一个带电体作用到另一个带电体上的。即电荷之间的相互作用是一种“超距作用”,然而另一批物理学家认为这类力是“近距作用”,电力通过一种充满在空间的弹性媒介——以太来传递。
电荷守恒定律和高斯定律的关系
电荷守恒定律是物理学的基本定律之一 。它指出,对于一个孤立系统,不论发生什么变化 ,其中所有电荷的代数和永远保持不变。电荷守恒定律表明,如果某一区域中的电荷增加或减少了,那么必定有等量的电荷进入或离开该区域;如果在一个物理过程中产生或消失了某种电荷,那么必定有等量的异号电荷同时产生或消失。
右手螺旋定则对于确定高斯定律的优势性
右手螺旋定则又称为安培定则,表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则,直线电流的安培定则对一小段直线电流也适用。环形电流可看成多段小直线电流组成,对每一小段直线电流用直线电流的安培定则判定出环形电流中心轴线上磁感强度的方向。
右手螺旋定则也可以用来辨明一条电线四周磁场的方向。对于这用法,右手螺旋定则称为“安培右手螺旋定则”,或“安培定则”。假若将右手的大拇指朝着电线的电流方向指去,再将其它四根手指握紧电线, 则四根手指弯曲的方向为磁场的方向。
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