题目
答非限定情况下麦克斯韦方程组的微分形式为times overrightarrow (H)=overrightarrow (j)+dfrac (partial overrightarrow {OD)}(partial t) times overline (E)=-dfrac (Qoverline {B)}(QE) overrightarrow (v)cdot overrightarrow (B)=0 overrightarrow (v)cdot overrightarrow (D)=p,(3分)(表明了电磁场和它们的源之间的全部关系除了真实电流外,变化的电场(位移电流)也是磁场的源;除电荷外,变化的磁场也是电场的源。
答非限定情况下麦克斯韦方程组的微分形式为,(3分)(表明了电磁场和它们的源之间的全部关系除了真实电流外,变化的电场(位移电流)也是磁场的源;除电荷外,变化的磁场也是电场的源。
题目解答
答案
答静电场基本方程的
积分形式 ,
微分形式
解析
考查要点:本题主要考查静电场基本方程的积分形式和微分形式,要求学生能够区分麦克斯韦方程组在静电场情况下的简化形式。
解题核心思路:
- 静电场特点:电场和磁场不随时间变化,即位移电流为零,磁场为恒定磁场。
- 方程简化:
- 高斯定律(电场的通量与电荷的关系)对应积分形式。
- 电场的保守性(旋度为零)对应微分形式。
- 关键知识点:
- 积分形式需体现电场通量与自由电荷的关系。
- 微分形式需体现电位移的散度等于电荷密度,以及电场的旋度为零。
积分形式
高斯定律:
在静电场中,电场的通量仅由包围的自由电荷决定,公式为:
$\oint \overrightarrow{E} \cdot \overrightarrow{dS} = \frac{Q_{\text{free}}}{\varepsilon_0}$
其中,$Q_{\text{free}}$ 是封闭曲面内的自由电荷总量。
微分形式
- 电位移的散度:
电位移 $\overrightarrow{D}$ 的散度等于电荷密度 $\rho$:
$\nabla \cdot \overrightarrow{D} = \rho$ - 电场的旋度:
静电场是保守场,电场的旋度为零:
$\nabla \times \overrightarrow{E} = \overrightarrow{0}$