最新111电磁场与电磁波解读课件PPT.ppt

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1、111电磁场与电磁波解读二、互感当两个线圈中电流发生变化时，相互在对方的线圈中产生感应电动势的现象。互感电动势互感系数①假设一个线圈中通有电流I③求通过另一线圈的磁通链数ψ④由定义求出互感系数M②求电流I在另一线圈中产生的B互感系数和两回路的几何形状、尺寸，它们的相对位置，以及周围介质的磁导率有关。与电流无关2三、磁场能量线圈能量磁场能量密度非匀强磁场能量求法a:任取体积元dVb:计算dV内能量c:计算总能量（在dV内B的分布均匀）3包含电阻、电感线圈的电路,电流是连续的.RLII电流的连续性问题:包含有电容的电流是否连续II++++

2、++一.位移电流7在电流非稳恒状态下,安培环路定理是否正确?对面对面矛盾++++++电容器破坏了电路中传导电流的连续性。8+++++++++II电容器上极板在充放电过程中，造成极板上电荷积累随时间变化。电位移通量等效电流=单位时间内极板上电荷增加（或减少）9麦克斯韦把这种电流称为位移电流。定义（位移电流）变化的电场可以等效为一种电流。II++++++1有电容的电流仍然连续位移电流的提出解决的问题：2环流对任何面都不再等于010二、全电流定律全电流通过某一截面的全电流是通过这一截面的传导电流、位移电流的代数和.在任一时刻,电路中的全电流

3、总是连续的.在非稳恒的电路中,安培环路定律仍然成立.全电流定律11位移电流和传导电流一样，都能激发磁场传导电流位移电流电荷的定向移动电场的变化通过电流产生焦耳热真空中无热效应传导电流和位移电流在激发磁场上是等效．12自由电荷产生的静电场电场变化磁场产生的感应电场自由电流产生的稳恒磁场磁场变化电场产生的感应磁场麦克斯韦的两条基本假设（1）涡旋电场的假设（2）位移电流的假设变化的磁场能够激发感生电场涡旋电场变化的电场能够激发变化磁场感应磁场13麦克斯韦认为静电场的高斯定理和磁场的高斯定理也适用于一般电磁场.所以,可以将电磁场的基本规律写成

4、麦克斯韦方程组(积分形式):三、麦克斯韦方程组14麦克斯韦方程组物理意义：1、通过任意闭合面的电位移通量等于该曲面所包围的自由电荷的代数和。2、电场强度沿任意闭曲线的线积分等于以该曲线为边界的任意曲面的磁通量对时间变化量的负值。3、通过任意闭合面的磁通量恒等于零。4、稳恒磁场沿任意闭合曲线的线积分等于穿过以该曲线为边界的曲面的全电流。15根据麦克斯韦理论，在自由空间内的电场和磁场满足这样电场和磁场可以相互激发并以波的形式由近及远,以有限的速度在空间传播开去，就形成了电磁波。16平面电磁波方程四、平面电磁波1.电磁波的形成：黄铜杆A、B

5、感应圈能够周期性地在它的两极上产生很高的电势差击穿空气放电，两根杆就被连成一条导电通路，AB相当于一个振荡偶极子电磁波的接收电磁感应，杆CD会产生电磁受迫振荡，在空隙中也就有火花发生。当这铜杆的固有频率等于振荡偶极子的振荡频率时，形成共振，火花更强。所以，这铜杆称为谐振器171.电磁波是横波XYZ4.电矢量与磁矢量的振动位相相同5.在空间任一点处，和之间在量值上的关系五、电磁波的性质2三者构成右手螺旋结构3.偏振性，分别在各自的平面方向上振动。181865年Maxwell提出电磁信号以波的形式在空间传播，并发现真空中的电磁波传播速度与

6、光速相等——于是推断：光是一种电磁波。6.电磁波的传播速率真空中19解：(1)、E波和H波同位相；(2)、两波振幅满足：(3)、三者关系为右螺旋例1：设在真空中沿着X轴正方向传播的平面电磁波，其电矢量表达式为(SI)求磁场强度的波的表达式对于求E波、H波表达式要明确三点：（坡印廷矢量）能流密度20赫兹----德国物理学家赫兹对人类伟大的贡献是用实验证实了电磁波的存在，发现了光电效应。1888年，成了近代科学史上的一座里程碑。开创了无线电电子技术的新纪元。赫兹对人类文明作出了很大贡献，正当人们对他寄以更大期望时，他却于1894年因血中毒

7、逝世，年仅36岁。为了纪念他的功绩，人们用他的名字来命名各种波动频率的单位，简称“赫”。21解：在内外径间取半径为R，宽度为dR的环带在圆心O点处产生的磁场一内外半径分别为R1和R2的均匀带电平面圆环，电荷面密度为，其中心有一半径为r的导体小环，二者同心共面如图。设带电圆环以变角速度绕垂直与环面的中心轴旋转，导体小环中的感应电流i等于多少？方向如何？已知小环的电阻为R’练习22由于整个带电圆环绕中心轴旋转，在中心产生的磁感应强度为选逆时针方向为小环回路为正方向，则小环中23如图，在通有电流的长直导线近旁，金属细杆a 端与长直导线相距为

8、，此细杆以角速度匀速顺时针转动，求此细杆的转到与水平面成角是的感应电动势的大小和方向。练习241、如图，平板电容器(忽略边缘效应)充电时，沿环路L1的磁场强度的环流与沿环路L2的磁场强度的环流两者，必有：(A)(B)(C