欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:39866600
大小:664.10 KB
页数:21页
时间:2019-07-13
《华中科技大学大学物理学课件麦》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、大学物理电子教案(麦氏方程)回顾第十三章:2.动生电动势1.法拉第电磁感应定律:3.感生电动势对闭合回路:4.自感、互感的意义,自感系数L、互感系数M的计算。5.磁场能量和磁场能量密度的概念及计算重点:感应电场、感应电动势(概念、计算)第14章麦克斯韦方程组§14—1位移电流全电流定理1.‘位移电流’的提出安培环路定理均适用。相互矛盾!原因:磁场不稳定或传导电流不连续。麦克斯韦的新观念ID(全电流=位移电流+传导电流)全电流是连续的。从安培环路定理引出:对于S2:2.位移电流的产生:=ID(1)位移电流是什么?定义:通过电场中
2、某截面的位移电流,等于通过该截面的电位移通量对时间的变化率。(2)位移电流是怎样产生的?是变化的电场产生的!(3)位移电流的方向?ID的方向与I的方向一致!分析电容器充电时的情况:传导电流密度jD3.位移电流的性质1)ID的实质是变化电场,ID不产生焦耳热!2)ID在激发磁场方面与I等效在S2面没有传导电流,但有ID:3)ID激发的磁场B与其成右手螺旋关系:位移电流密度:§14—2麦克斯韦方程组1.麦克斯韦电磁理论的确立*总结了静电场和稳恒磁场的基本实验规律*为解释法拉第电磁感应定律提出了感应电场的新理论*为解决非稳恒磁场的问
3、题提出了位移电流的新思想结合起来,推广到一般的电磁场:10203040这就是麦克斯韦方程组的积分形式。全电流定理各方程的物理意义:麦克斯韦方程组:——有源场(2)在任何磁场中,通过任何闭合曲面的磁通量恒等于0。——无源场(3)一般地,电场强度E沿任意闭合环路的积分等于穿过该环路磁通量随时间变化率的负值。——有旋场——有旋场(1)(2)(3)(4)(1)在任何电场中,通过任何闭合曲面的电通量等于该闭合曲面内自由电荷的代数和。(4)磁场强度H沿任意闭合环路的积分,等于穿过该环路传导电流和位移电流的代数和。30麦克斯韦电磁理论是物理
4、学史上的一次重大突破——20麦克斯韦方程组中各积分式的意义(微分形式略)40麦克斯韦方程并非完全对称,你是否想修改?不仅是空间的函数而且是时间的函数,内容丰富。*指出光波就是电磁波。10麦克斯韦方程组中的*解释一切宏观的电磁现象;*预言电磁波的存在;注意:例1.一圆形平行板电容器,两极板的半径为a。设其正在充放电,电荷按规律Q=Qosint变化,忽略边缘效应。求:两极板间任意点的jD和B?解:平行板之间的电场为D=jD均匀分布在横截面上,与传导电流同向。a则:忽略边缘效应,两极板间为均匀电场根据柱对称,在极板间取半径为r的
5、同心圆环为积分回路:ra时:0ra时:0a可见:位移电流均匀分布在极板间的横截面上I+ID=I+ID=根据全电流定理:ar=a处:*一般变化的电场产生的磁场很小。例:a=5cm,Bmax=3×10-7T——当时无法验证若注意:(ra)(ra)则a在上例中两极板间的位移电流为jD,极板间的磁场为:(ra)(ra)则该磁场就是位移电流jD所激发.这个说法对吗?问题?不对!例2.一空气平行板电容器,略去边缘效应。1)充电完毕后,断开电源,然后拉开两极板。此过程中两极板间是否有jD?2)充电完毕后,仍接通电源,然后拉开两极
6、板。此过程中两极板间是否有jD?为什么?jD=0jD0D改变例3.两极板都是半径为R的圆形导体片,在充电时,板间电场强度的变化率为dE/dt,若略去边缘效应,则两板间的位移电流为:例4.一平行板电容器(略去边缘效应)在充电时,沿环路L1、L2磁场强度的环流中必有§14—3电磁场的物质性实验证实:电磁场——客观存在的一种物质形态一切物质具有基本属性:能量、质量、动量。1.电磁场能量(1)能量密度静电场的能量密度:稳恒磁场的能量密度:变化的电磁场同时具有电场能和磁场能:一般地:(2)能流密度矢量定义:电磁波的能流密度——又称坡印
7、廷矢量S既表示电磁场具有能量,也表明电磁能量的传播.电磁波的波强注:S不仅适用于变化的电磁场,也适用于稳恒场。在稳恒场中,电磁能也是场传播的。例:直流电路中的能量传递。R电源:+++++-----×.SSSSR+–S×.SSSSS负载:结论:1º电源的能量是通过电磁场从电源的侧面传出;2º电阻消耗的能量是通过电磁场从电阻侧面传入。导线起引导场能的作用2.电磁场质量电磁场具有有限的运动速度C,则其具有一定的质量M。由相对论质能关系:E=MC2设单位体积中,电磁场质量为m,能量为:w=mC2——质量密度3.电磁场物质性的特点(1
8、)没有静止质量;mo=0(2)电磁场以波的形式传播,以粒子的形式与实物相互作用;(3)电磁场可相互迭加,同时占据同一空间;(4)电磁波的波速与参照系无关。本次作业13——T1714——T1、T2、T3独立认真完成作业!下一次课请带大学物理下册第13、14章小测验2.一无限
此文档下载收益归作者所有