2022-2023學年高二物理競賽課件：位移電流和全電流安培環(huán)路定理

位移電流和全電流安培環(huán)路定理位移電流

全電流安培環(huán)路定理一、引子19世紀中期電磁技術(shù)的發(fā)展：（發(fā)明了電流計、電壓計、發(fā)電機、電動機、弧光燈、有線電報）010203040G19世紀中期人們對電磁場基本規(guī)律的認識：2.靜電場環(huán)路定理1.靜電場高斯定理

庫侖定理Coulomb

Law＋場強疊加原理3.磁場高斯定理4.安培環(huán)路定理

畢奧薩法爾定理Biot—SavartLaw

法拉第（Faraday）電磁感應定律一、引子Maxwell

總結(jié)前人的工作，為電磁學理論的發(fā)展作出卓越貢獻。法拉第是一個沒有受過多少教育，但具有深刻直覺能力的實驗物理學家；不用一個公式，憑直覺的可靠性創(chuàng)造出“力線”和“場”的概念。麥克斯韋（JamesClerkMaxwell1831-1879）出生于英國愛丁堡的科學世家；從小喜歡數(shù)學；對法拉第的貢獻非常佩服,20幾歲就下決心要把法拉第的物理思想用數(shù)學公式定量地表達出來。一、引子Maxwell

總結(jié)前人的工作，為電磁學理論的發(fā)展作出卓越貢獻。從感生電動勢看出變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生

渦旋電場。電場、磁場的高斯定理普遍成立！發(fā)現(xiàn)安培環(huán)路定理在應用到非恒定電路時遇到矛盾，一、引子提出“位移電流”的概念。二、位移電流非穩(wěn)恒電路穩(wěn)恒電路I++++----RIL在非穩(wěn)恒電路中，安培環(huán)路定理失效！1.問題的提出二、位移電流2.位移電流假說（1）科學理論發(fā)展的兩條路線：實驗新概念新理論舊理論框架假設理論修正（如相對論、量子力學）（如渦旋電場、位移電流）I++++----非穩(wěn)恒電路：穩(wěn)恒電路：（2）由電流的連續(xù)性方程：二、位移電流2.位移電流假說非穩(wěn)恒電路：穩(wěn)恒電路：（2）由電流的連續(xù)性方程：I++++----位移電流傳導電流全電流

這個量永遠是連續(xù)的，只要邊界相同，說明：變化電場的等效電流它在不同曲面上的面積分相等。II2.位移電流假說D+++++++++

位移電流密度

位移電流（3）以電容器電路的充電過程為例：說明：用位移電流代替電容器極板間中斷的傳導電流，保持了電流的連續(xù)性！二、位移電流通過的全電流為：通過的全電流為：例1

設在截面為S的導體中通以交流電電流沿截面近似均勻分布。已知導體的電阻率，，，試比較位移電流振幅和傳導電流振幅的相對大小。結(jié)論：在導體中，在真空或介質(zhì)中，傳導電流位移電流同異在激發(fā)磁場方面等效需要導體變化的電場在導體中幾乎沒有熱效應；但在介質(zhì)中，在高頻電場作用下有熱效應載流子運動不需要介質(zhì)在導體中有熱效應

磁場強度沿任意閉合回路的環(huán)流等于此閉合回路所包圍的全電流。位移電流的實質(zhì)是：

變化的電場激發(fā)磁場！二、位移電流3.全電流的安培環(huán)路定理

例2

有一圓形平行平板電容器,現(xiàn)對其充電,使電路上的傳導電流，若略去