(理学)华科大大学物理

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1、电磁场与电磁波8-4麦克斯韦电磁场理论麦克斯韦方程Maxwell'selectro-magnnetic8-4fieldthoery&equations本章内容本节内容位移电流全电流定理麦克斯韦方程的积分形式麦克斯韦方程的微分形式平面电磁波的波动方程静电场稳恒磁场电电电磁磁电变化电场感应磁场？麦克斯韦又敏锐提出了：变化电场涡旋磁场产生如何提出？电场有源有旋变化磁场感应电场回顾：已学知识总结:引言恒定磁场的安培环路定理在电容器充(放)电情况中遇到了问题中断两极板间充电时导线上的传导电流两者发生矛盾.充电过程注意:是变化的公共周

2、界R假设：电容器内存在一种类似电流的物理量思考之一：场客观存在环流值必须唯一思考之二：定理应该普适麦克斯韦研究了产生这种矛盾的原因,提出了位移电流概念全电流安培环路定理电容充电位移电流充电过程传导电流传导电流密度电位移数值(线的密度)极板带电量都在变注意:两极板间虽然没有传导电流,但有变化的电场.电位移线的密度随着极板电荷的增多而变密.位移电流位移电流充电过程中某时刻电场中也具有电流的量纲与等量值,并传导电流电路中麦克斯韦称电位移通量对时间的变化率位移电流位移电流密度作封闭面应用高斯定理R例位移电流传导电流传导电流充电过程中某时

3、刻0.5A0.5A2例位移电流已知：空气电容器求：位移电流2007.01.14大学物理II试题对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确，（A）位移电流是由变化的电场产生的（B）位移电流是由线性变化的磁场产生的（C）位移电流的热效应服从焦耳-楞次定律（D）位移电流的磁效应不服从安培环路定律例题（2007.12.23，大学物理（下））已知平行板电容器的电容为C，两极板间的电势差随时间变化，其间的位移电流为CdU/dtdD/dtCU0正确答案：A例题（2007.12.23，大学物理（下））把自感L=2H，电阻R=10的线圈，

4、连接到电动势=100v，内阻可忽略的电源上，则（1）电路上电流的表达式为_________________;（2）电流的最大值为_________________;（3）此时线圈所储的磁能等于_________________;I=10（1-e-5t）A10A100J例一平行板电容器与一电压为V的电源相连，如图所示2008.12大学物理II试题若将电容器的一极板以速率u拉开，则当极板间距离为x时，电容器极板内的位移电流密度大小为________,方向为________.xV全电流全电流安培环路定理全电流传导电流位移电流定义:传

5、导电流是由运动的电荷产生,在导体中传播时会产生焦耳热.位移电流仅由变化的电场所引起,它既可沿导体传播,也可脱离导体不产生焦耳热.在真空中传播,但全电流环路定理全电流安培环路定理对恒定和非恒定情况均适用.重大意义:磁场变化的电场予示产生的规律.表明传导电流位移电流都能产生磁场两极板间充电过程例例题空气两极板间电场均匀极板半径充电过程已知分布则在处产生的磁场大小为式的右方无负号,(或)的方向直接与(或)呈右手螺旋关系.题1两极板间的分布已知极板半径电容电源电压真空两极板间回顾回顾麦克斯韦先后的两个重要发现变化的磁场感生电场（涡旋电场

6、）例如螺线管充磁过程变化的电场变化的磁场例如电容器充电过程两极板间第二节麦克斯韦的电磁场理论Maxwell’selectromagnneticfieldtheory8-5麦氏电磁场理论(中年)麦克斯韦(1831-1879)在充满变化的电场空间同时也充满变化的磁场,反之亦然,二者相互联系,相互转化。电场和磁场的统一体称为电磁场。静电场和稳恒磁场都只不过是电磁场的两种特殊的表现形式。如果不考虑介质吸收电磁场的能量,则电场与磁场之间的相互转化过程会永远循环下去,形成相互联系在一起的不可分割的统一的电磁场运动,并由近及远地传播出去形成电

7、磁波。定理推广1麦克斯韦对高斯定理电场环路定理磁场高斯定理环路定理的推广空间任一点的电场强度麦克斯韦认为:空间任一点的电位移矢量1.推广后的电场环路定理定理推广21.推广后的电场环路定理2.推广后的电场高斯定理对于电荷连续分布带电体定理推广31.推广后的电场环路定理2.推广后的电场高斯定理3.推广后的磁场高斯定理无论稳恒磁场或变化电场产生的磁场都是无源场定理推广41.推广后的电场环路定理2.推广后的电场高斯定理3.推广后的磁场高斯定理4.推广后的磁场环路定理也就是我们前面已经讨论过的全电流安培环路定理卖氏方程组1.推广后的电场环

8、路定理2.推广后的电场高斯定理3.推广后的磁场高斯定理4.推广后的磁场环路定理麦克斯韦方程组称为(积分形式)被誉为电磁学中的牛顿定律基本要求只要求大家理解下述更简易的表述形式电场高斯定理环路定理电荷总伴随有电场变化磁场一定伴随有电场感应电场线是无头无尾的磁场高斯