高中物理奧賽輔導(dǎo)十三電磁場的基本方程-課件

電磁場的基本方程JamesClerkMaxwell1831-1879麥克斯韋青年時代的電磁場的基本方程第十三章electromagneticfieldbasicequationsofchapter13本章內(nèi)容本章內(nèi)容Contentschapter13位移電流displacementcurrent麥克斯韋方程的積分形式integralformofMaxwellequations第一節(jié)位移電流ssss13.1displacementcurrent引言K引言恒定磁場的安培環(huán)路定理在電容器充(放)電情況中遇到的問題麥克斯韋研究產(chǎn)生這種矛盾的原因,提出了位移電流假說全電流安培環(huán)路定理s封閉l周界非封閉s1非封閉s1非封閉s10ldHl2s對兩極板間中斷IcIcIc++++qq2s非封閉分割公共周界線ldHlIc對s1導(dǎo)線上有變化的傳導(dǎo)電流Ic位移電流+IcjcqqIcFDD++IcjcDqFDqIc++qFDDjcqIcIc麥克斯韋稱電位移通量對時間的變化率FDtdd為位移電流FDtddId及eDtejd為位移電流密度傳導(dǎo)電流Icqtdd電路中傳導(dǎo)電流密度jc則FDtddqtdd電場中也具有電流量綱與等量值,并IcDsFDds高斯定理2sqDds對封閉面用ss12ssl位移電流全電流全電流傳導(dǎo)電流位移電流全電流+IdIcsI+sdsjd+sjcdssjcds+eDtesds注意:位移電流僅由變化的電場所引起,它既可沿導(dǎo)體傳播,也可脫離導(dǎo)體在真空中傳播,并且不產(chǎn)生焦耳熱.傳導(dǎo)電流則由運動的電荷產(chǎn)生,在導(dǎo)體中傳播時會產(chǎn)生焦耳熱.全電流安培環(huán)路定理全電流安培環(huán)路定理對恒定和非恒定情況均適用.例如,前述電容器充電的非恒定情況:s1對0ldHlIc+Ic2s對FDtddId0ldHl+((IcldHlIdIcsI+sjcds+eDtesds全電流安培環(huán)路定理(全電流定理)Ic0在的空間ldlHeDtesds磁場變化的電場予示產(chǎn)生的規(guī)律.并定理表明傳導(dǎo)電流位移電流都能產(chǎn)生,磁場例題Ic0兩極板間ldlHeDtesdsD設(shè)均勻,柱形分布半徑R則在處產(chǎn)生的磁場大小為rHpeDteR2eDtepr22pHr()rR()rRrR0HHeDteR22rHeDte2rDH0RrlDH+++++eDte0充電過程思考ldlHeDtesds注意該式右方無負號.應(yīng)如何判斷的方向?H第二節(jié)ssss13.2麥克斯韋方程的積分形式integralformofMaxwellequations麥氏方程組積分形式Hldl()+jcDdstees-EldldseBste磁場電場環(huán)路定理Bdss0rVddssVD高斯定理磁場電場麥克斯韋方程組的積分形式含四大方程對方程組的解釋了解各方程的普遍含義傳導(dǎo)電流能產(chǎn)生磁場,變化的電場也能產(chǎn)生磁場.麥克斯韋將恒定磁場的安培環(huán)路定理推廣為更普遍的全電流安培環(huán)路定理.Eldl+Eldl靜Eldl渦-dseBste0+Eldl渦Eldl靜0推廣后的空間任一點+EEE靜渦DDD+靜渦麥克斯韋認為麥克斯韋方程組的積分形式Bdss0Hldl()+jcDdsteesrVddssVD-EldldseBste電場高斯定理磁場高斯定理電場環(huán)路定理磁場環(huán)路定理無論是傳導(dǎo)電流還是位移電流,它們產(chǎn)生的磁場,其磁感應(yīng)線都是閉合的.dssD+dssD靜dssD渦rVdVSqi0dssD靜+0dssD渦方程組再現(xiàn)這就是著名的電磁場基本方程:麥克斯韋方程組的積分形式Bdss0Hldl()+jcDdsteesrV