电场线是为了描述电场分布的情况而建立的模型,是非真实存在的假象曲线,利用电场线可以直观地表示出电场强度(大小和方向)。那么电场线能否相交或相切?

首先,电场线一定是不能相交的,因为同一点的电场强度只有一个,如果电场线相交,该点就有两个电场强度方向,显然不成立。

然后,我们证明电场线不能相切。

直观地来说,电场线疏密反应了电场强度大小,如果相切,那么电场线极其密,电场强度无穷大,这显然是不可能的。

从数学上来说,取切点附近的闭合曲面,要求侧面贴电场线(即侧面电通量为0),并且有一顶点为该切点。

运用高斯定理,由于在切点附近,总能找到不包含电荷的闭合曲面,故电通量为0。

而另一方面,侧面电通量为0,顶点处没有电通量,而剩余一面电通量不为0,故总电通量不为0。

因此矛盾,不能相切。

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