大學(xué)物理九章4

1、iKL00IiK從從時時，線線圈圈中中電電流流當(dāng)當(dāng)閉閉合合線圈自感電動勢為線圈自感電動勢為dtdiLL 作作功功為為反反抗抗內(nèi)內(nèi)電電源源電電動動勢勢Ldt LidiidtdAL 由功能原理得由功能原理得mdWdA 即即 ImmLididAdWW09-5 9-5 磁場的能量磁場的能量磁場的能量：磁場的能量：221LI 以長直線螺線管為例以長直線螺線管為例VnL2 自自感感nIB VBnBVnLIWm 2222212121HBVHWm221IB 221 BVWwmmHB VVmmVBHVwWd21dBIBI例例1 1、一根長直同軸電纜，由半徑為一根長直同軸電纜，由半徑為R R1 1和和R R2 2

2、的兩同心的兩同心圓柱薄筒組成，電纜中有穩(wěn)恒電流圓柱薄筒組成，電纜中有穩(wěn)恒電流I I，經(jīng)內(nèi)層流進(jìn)外，經(jīng)內(nèi)層流進(jìn)外層流出形成回路。試計算長為層流出形成回路。試計算長為l l的一段電纜內(nèi)的磁場的一段電纜內(nèi)的磁場能量。能量。R2R1rIBo 222282rIBwoom rldrdV 2lrdrrIdVwWRRoVmm 2821222 2142RRordrlI122ln4RRlIo 12ln2RRlLo 221LIWm 122ln4RRlIo I例、例、一根長直同軸電纜，由半徑為一根長直同軸電纜，由半徑為R R1 1導(dǎo)線導(dǎo)線和和R R2 2的圓筒的圓筒組成，組成，導(dǎo)線導(dǎo)線和圓筒間充滿磁導(dǎo)率為和圓筒間充滿

3、磁導(dǎo)率為 的介質(zhì)。的介質(zhì)。電纜中電纜中有穩(wěn)恒電流有穩(wěn)恒電流I I，經(jīng)內(nèi)層流進(jìn)外層流出形成回路。內(nèi)層，經(jīng)內(nèi)層流進(jìn)外層流出形成回路。內(nèi)層導(dǎo)線橫截面電流均勻分布試計算長為導(dǎo)線橫截面電流均勻分布試計算長為l l的一段電纜內(nèi)的一段電纜內(nèi)的磁場能量。的磁場能量。IR2R1(1) (1) 兩導(dǎo)體之間的磁介質(zhì)內(nèi)兩導(dǎo)體之間的磁介質(zhì)內(nèi) 取回路取回路L1 根據(jù)磁場分布的對稱性取回路根據(jù)磁場分布的對稱性取回路I IR1R2I IBr0IHrlHL 2d1)(21RrR rIH 2rIHB 2分布曲線如右圖分布曲線如右圖r1L1(2)(2)在圓柱體內(nèi)在圓柱體內(nèi)取回路取回路L2. .IRrHrlHL2122d2 12Rr

4、 IRrH212 21002RIrHB (3)(3)在圓柱面外在圓柱面外取回路取回路L3. .02d3 iLIHrlH0 H0 HB R12R3r L3I Ir2L2 23Rr )(221RrRrIB R1R2Br0022 BwmrrlVd2d rlrrIrlrRIrVwWRRRVmmd28d222d211222002210 rrIrrRIRRRd4d42112034120 12220ln416RRII I1202ln282RRIWL 麥克斯韋麥克斯韋（1831-1879）英國物理學(xué)家英國物理學(xué)家 . 經(jīng)典電磁理經(jīng)典電磁理論的奠基人論的奠基人 , 氣體動理論創(chuàng)氣體動理論創(chuàng)始人之一始人之一 .

5、他提出了有旋場他提出了有旋場和位移電流的概念和位移電流的概念 , 建立了建立了經(jīng)典電磁理論經(jīng)典電磁理論 , 并預(yù)言了以并預(yù)言了以光速傳播的電磁波的存在光速傳播的電磁波的存在 .在氣體動理論方面在氣體動理論方面 , 他還提他還提出了氣體分子按速率分布的出了氣體分子按速率分布的統(tǒng)計規(guī)律統(tǒng)計規(guī)律.電場電場靜電場靜電場感生電場感生電場靜止電荷靜止電荷磁場磁場恒定電流恒定電流穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場感生磁場感生磁場tBdd?ddtE IiiLIlHd SSId SiiLSIlHddI SiiLSIlHdd00d LlHiLIlH d在電容器的充電過程：在電容器的充電過程：矛盾：矛盾：I IdI Id而且而且 I

6、 Id =I=II則則IIlHdLd假設(shè)：假設(shè)：tqIdd+00Dqq位移電流位移電流(假設(shè)）的大小和性質(zhì)：假設(shè)）的大小和性質(zhì)：I Id =I=IqSDSD dttqIDddddStDSddI StDISddDd StDSISSdd11dd tDd 電場增大的方向電場增大的方向感生磁場的方向如何？處的，則如圖，若P0dtdEStDSISSdd11dd IdtDddtPtE0tP區(qū)別：區(qū)別：二、全電流定理二、全電流定理ddIIlHiL傳導(dǎo)電流傳導(dǎo)電流面密度面密度位移電流位移電流面密度面密度StDSSSdd tD HtDHStDSIIlHSSiLdddd 說明：說明： 渦旋電場和位移電流的存在表明

7、渦旋電場和位移電流的存在表明: : 1.1.電場的性質(zhì)電場的性質(zhì) VSVSDdd2.2.磁場的性質(zhì)磁場的性質(zhì)0d SSB3.3.變化的電場和變化的電場和磁場的聯(lián)系磁場的聯(lián)系 StDSlHSSLddd 4.4.變化的磁場和電變化的磁場和電場的聯(lián)系場的聯(lián)系StBtlESLdddd VSVSDdd0d SSBStDSlHSSLddd StBtlESLd)dd(d電場和磁場的本質(zhì)及內(nèi)在聯(lián)系電場和磁場的本質(zhì)及內(nèi)在聯(lián)系電荷電荷電流電流磁場磁場電場電場運(yùn)動運(yùn)動變化變化變化變化激激發(fā)發(fā)激激發(fā)發(fā)BEEBB760nm400nm 可見光可見光 電電 磁磁 波波 譜譜紅外線紅外線 紫外線紫外線 射射 線線X射線射線長波無線電波長波無線電波61010101410181022102104108101210161020102410010頻率頻率Hz1610810波長波長m4104100108101210短波無線電波短波無線電波無線電波無線電波cm1 . 0m1034760nmnm1065nm400nm760可見光可見光紅外線紅外線5nmnm4000.04nmnm5nm04. 0紫外光紫外光x 射線射線 射線射線它在經(jīng)典物理學(xué)中的地位與牛頓定律在經(jīng)典物理學(xué)它在經(jīng)典物理學(xué)中的地位與牛頓定律在經(jīng)典物理學(xué)中的地位相當(dāng)。中的地位相當(dāng)。適用于宏觀高速領(lǐng)域：與狹義相