题目
在无源区,静电场电位函数满足的方程是()。A. 泊松方程B. 高斯方程C. 亥姆霍兹方程D. 拉普拉斯方程
在无源区,静电场电位函数满足的方程是()。
A. 泊松方程
B. 高斯方程
C. 亥姆霍兹方程
D. 拉普拉斯方程
题目解答
答案
D. 拉普拉斯方程
解析
本题考查静电场中电位函数满足的方程,需区分不同方程的适用条件:
- 泊松方程:适用于有源区(存在电荷分布),表达式为$\nabla^2\phi = -\frac{\rho}{\epsilon_0}$,其中$\rho$为电荷体密度。
- 高斯方程:通常指高斯定理($\oint_S \vec{E}\cdot d\vec{S}=\frac{Q}{\epsilon_0}$),是静电场的基本定理,并非电位函数满足的微分方程。
- 亥姆霍兹方程:形式为$\nabla^2\Psi + k^2\Psi = 0$,常见于波动方程或电磁波传播问题,与静电场电位无直接对应。
- 拉普拉斯方程:适用于无源区($\rho=0$),由泊松方程退化为$\nabla^2\phi = 0$,是静电场中无电荷区域电位函数满足的方程。
题目明确限定“无源区”,故正确答案为拉普拉斯方程。