電場線是為了描述電場分布的情況而建立的模型,是非真實存在的假象曲線,利用電場線可以直觀地表示出電場強度(大小和方向)。那麼電場線能否相交或相切?
首先,電場線一定是不能相交的,因為同一點的電場強度只有乙個,如果電場線相交,該點就有兩個電場強度方向,顯然不成立。
然後,我們證明電場線不能相切。
直觀地來說,電場線疏密反應了電場強度大小,如果相切,那麼電場線極其密,電場強度無窮大,這顯然是不可能的。
從數學上來說,取切點附近的閉合曲面,要求側面貼電場線(即側面電通量為0),並且有一頂點為該切點。
運用高斯定理,由於在切點附近,總能找到不包含電荷的閉合曲面,故電通量為0。
而另一方面,側面電通量為0,頂點處沒有電通量,而剩餘一面電通量不為0,故總電通量不為0。
因此矛盾,不能相切。
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