电磁场与电磁波chap2

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1、为分析电磁场，本章在宏观理论的假设和实验的基础上，介绍电磁场中的基本物理量和实验定律。●在静止和稳定的情况下，确立分布电荷与分布电流的概念和物理量；在电荷守恒的假设前提下，确立电流连续性方程。●在库仑实验定律和安培力实验定律的基础上建立电场强度E和磁感应强度B的概念，提出计算电场与磁场的方法。●以法拉第电磁感应定律和麦克斯韦关于位移电流的假说为基础，归纳出电磁现象的总规律－－－麦克斯韦方程组。rlimqC/m3qrd0rlimqC/m2qsrdSsS0SSrlim

2、qC/mqlrdlll0llq(r)lim00单位时间内穿过某导体截面S的电荷量。其单位为A（安培）qdqilimt0tdt设电流呈体分布idi体电流密度JelimennS0SdSi2大小：limA/mS0S方向：正电荷运动的方向（电流的方向）式中S的法线方向与电流的方向一致。IqSlJJSStSt流过任意曲面的电流IJrdSs设电流呈面分布idi面电流密度JelimeSnnl0ld

3、lI大小：limA/ml0l方向：正电荷运动的方向j(电流的方向）设电流在一根无限细的线上流过Il单位时间内，通过界面qJ(r,t)dsS流出V的电荷量为：Sd该电荷量等于V内单位时qJ(r,t)dsdV间内的电荷减少量，即：dtSV取一闭合曲面S,S所包围的体积为，从闭合面内流出的总的电流等于单位时间流出的电荷量。由电荷守恒定律，它应等于体积内电荷的减少率，即dqSJr,tdSdtS散度定理r,tJr,tddt

4、r,tr,t对于恒定电流0所以Jr,tddtt则有电流连续性方程JdS0,J0Sr,t微分形式Jr,ttqqR1212实验还证明，真空中多个点电荷构成的F1234R电荷体系，两两间的作用力，不受其它012电荷存在与否的影响。多个电荷体系中某个电荷受到的作用力是其余电荷与该qqRijij电荷单独存在时作用力之矢量代数和，Fi3满足线性叠加原理。ji40Rijqi空间某点的电场强度定义为置于该点的单位Fr点电荷（又称试验电荷）受到的作用力

5、：Erlimq00q0根据上述定义很容易得到真空中静止点电荷q激发的电场为：qREr34R0P点电荷q在周围空间P点产生的电场强度RqrqqEreRR式中Rrr'234R4Rr'00ONqNqErieiR2Ri3iN个点电荷产生的电场强度i140Rii140Ri'(r)VRiiiE(r)3如果电荷是连续分布，密度为(r)。它在i140Ri空间任意一点产生的电场为：'(r)RdV34RV0对于连续的电荷分布小体积元

6、中的电荷产生的电场线分布体分布面分布r'd'r'dS'lr'dl'sErRErRErR3334R4R40Rl0V0S1q1qE(R)E(r,r)eR4R2R4R300111()e()eR2RRRRRq1q1E(r,r)()()4R4rr00P(r,,)E+EE-电偶极子(ElectρicDipole)是指相距很近的两个等值异号的电荷。设每

7、个电荷的电量为q，它们相距为d，如图所示。现在我们选用球坐标来求电偶极子在点P的电场rerP(r,,)E+rddrereEz2z2E-rred/2rred/21z2zNqNqErieiR2Ri3ii140Rii140Riqrrqred/2red/212zzE(r)(33)(33)4rr4

8、red/2

9、

10、red/2

11、0120zz33/2223/2

12、red/2

13、[(red/2)(r

14、ed/2)](rredd/4)zzzz3rezd3/233rezdr(1)r(1)22r2r333rezd3/2z

15、red/2

16、r(1)z22r＞0qred电力