電通量:在講述靜電場(chǎng)的高斯定理之前,我們將借助于電場(chǎng)線的概念,引入電通量這個(gè)物理量。在電場(chǎng)中任一點(diǎn)處,取一塊面積元,與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向相垂直,我們把場(chǎng)強(qiáng)大小與面積元之乘積,稱為穿過該面積元的電通量,用表示,即
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根據(jù)電力線數(shù)目和電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系:
這樣,我們把穿過電場(chǎng)中任一個(gè)給定面積s的電通量 就可以用通過該面積的電場(chǎng)線條數(shù)來表述。
在均勻電場(chǎng)中,如果面積為s的平面,它與場(chǎng)強(qiáng) 的方向相垂直(上圖(a))。根據(jù)上式,穿過s面的電通量為:
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如果在均勻電場(chǎng)中,平面s與場(chǎng)強(qiáng)不垂直(上圖(b)),則穿過傾斜面積s的電通量應(yīng)該是 :
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如果是非勻強(qiáng)電場(chǎng),并且s也不是平面、而是一個(gè)任意曲面(上圖(c)),那么:
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如果所考慮的是一個(gè)閉合曲面,穿過整個(gè)閉合曲面s的電通量為:
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表示對(duì)整個(gè)閉合曲面求積分。
如果我們引入面積元矢量,其大小為ds,方向沿面積元的法線 ,即=(的大小是1);而且,面積元矢量與的夾角顯然亦為,則由矢量標(biāo)積的定義, =·=·。于是上式可表示為常用的矢量形式,即
=