大学物理 · 静电场实验台

有向面元与电通量实验室

Φ = E A cos θ θ 是电场 E 与所选法向 n̂ 的夹角
匀强电场 E = 120 N/C
电场 有向面 投影
匀强电场中的有向平面 蓝色箭头表示向右的匀强电场,橙色平面和法向箭头随面积和夹角改变,右侧显示垂直于电场方向的投影面积。 E 垂直于 E 的投影 |A cosθ| n̂ θ = 60° E 穿过所选正面

约定先行:开放面的法向可以任选;一旦选定,面就有了“正面”,电通量也随之成为带符号的量。翻转法向,几何平面没变,但通量变号。

三个关键状态,一眼定性

0°

法向与电场同向,Φ = +EA,正通量达到最大。

90°

电场沿着面掠过,Φ = 0,投影面积为零。

180°

法向与电场反向,Φ = −EA,负通量绝对值最大。