【教学】第一章 电磁现象的普遍规律ppt课件

1、 电荷，电流运动电荷 电场、磁场相互激发散度、旋度FEq304QQFrrFQQr304QErrFEQiiiirrQE30412Q1QPE2E1E 0limVQdQxVdV dVdQ 0limSQdQxSdS dsdQ 0limlQdQxldl dldQ 30( )4LxrE xdlr 30( )4SxrE xdSr 30( )4VxrE xdVr0QSdES3020004cos44SSSSQE dSr dSrQdSrQQd 000()()0VVVSQE dSE dVdVEdV0E0Ll dE30302004cos41( )044LLLLLQr dlE dlrQrdlrQdrQdrr 0()0L

2、SE dlEdS0rot EE 3014SVSrE dSxdSdVr 3014VVrxdV dVr 0144VVxx x dV dV 01VVxx x dV dV 0Q314rx xr 3014VxErdVr303014104LVLVSrE dldVxdlrrxdVdSrdtdQtQIt0limSdIJ dSIJ dSJviiivJ调查对象：存在电荷的某一空间区域调查对象：存在电荷的某一空间区域V。单位时间流出该区域总电荷单位时间流出该区域总电荷SSdJ单位时间区域中总电荷减少单位时间区域中总电荷减少 VVdVtdVt)(VVVVSdVJtdVJdVtSdJdVt0)()(电荷守恒定律的微分方

3、式电荷守恒定律的微分方式VSdVtSdJ电荷守恒定律的积分方式电荷守恒定律的积分方式0Jt也称为电流的延续性方程。也称为电流的延续性方程。 VconstdV.特殊情形一：对于包含了一切的电流和电荷的区域，其界面特殊情形一：对于包含了一切的电流和电荷的区域，其界面上电流密度为零，上电流密度为零， 0VVdVdVtt这表示这表示“全空间总电荷守恒全空间总电荷守恒 。特殊情形二：对于恒定电流，特殊情形二：对于恒定电流， 。表示恒定电流的电。表示恒定电流的电流线闭合无发源点和终止点流线闭合无发源点和终止点 。0 J Ampere环路定理：环路定理：Il dBL0磁场的旋度：磁场的旋度：JB0 磁力线是

4、闭合曲线无起点和终点，对恣意封锁曲面通磁力线是闭合曲线无起点和终点，对恣意封锁曲面通量为零有一条磁力线穿出，那么必有一条要穿入。表为量为零有一条磁力线穿出，那么必有一条要穿入。表为0SSdB0B阐明磁场是无阐明磁场是无“源场，即不存在磁荷磁单极子。源场，即不存在磁荷磁单极子。 速度与截面法向夹角为速度与截面法向夹角为，斜，斜方体体积为方体体积为coscostSvlSV斜方体中含有电量斜方体中含有电量cosQVv S t 在在 t 内，内， V 中的电荷全部中的电荷全部穿过截面穿过截面S，电流强度，电流强度 cosQIv St 截面截面 S 无穷小时无穷小时,cosJdSdI ，故，故，Jvax

5、axax02121,0,121xxaxxadxaxxx xx xaax1axaxaax2122 annnnnxfxdxaxxxf10000rrrrrr00010VrVrrdVrV 00000Vf rrVf rrrdVrV 00rVf rrrdVf r 0000rrxxyyzz00001rrrrzzr 000021sinrrrrr 实验发现实验发现VVdrrxJxB30)(4)(对通电细导线对通电细导线lIdVdJBiot-Savart定律表为定律表为LrrlIdxB304)( VVVVdVrxJdVxJrdVrxJdVrrxJB4)(1414400030rrr311引入引入 VdVrxJA40

6、0BAB 磁场旋度的推导磁场旋度的推导222()()()rxxyyzzxx 00111( )( )( )44VVAJ xdVJ xJ xdVrrr 2()()BAAA VdVrxJA140先计算先计算在恒定电流情形在恒定电流情形0)(xJ0011( )( )44VSAJ xdVJ xdSrr Biot-Savart定律的积分区域包括一切电流，外表上无电流，定律的积分区域包括一切电流，外表上无电流，上式积分为零。即上式积分为零。即0 A再计算再计算 22200000011( )( )44( )( )( )( )VVVVVAJ xdVJ xdVrrJ xr dVJ xxx dVJ xxx dVJ

7、x 利用了利用了 rr412所以所以AAAAB22)()(JB0SSdBdtdLSdE dlB dSdt tBE电动势数值上等于回路中电场力对单位电荷作的功电动势数值上等于回路中电场力对单位电荷作的功 。令令)(0DJJBJD 称为位移电流。引入称为位移电流。引入JD的目的目的是使的是使 0)(DJJ利用电荷守恒定律和电场散度公式，有利用电荷守恒定律和电场散度公式，有 0)(00tEJtEJtJtEJD0tEJB000，而非稳恒电流，而非稳恒电流 ， 须做改良。须做改良。JB0不适用于非稳恒电流情形由于不适用于非稳恒电流情形由于 0B 0J00000BEEtEBBJt VpPiSdPSdpnS

8、dlnqnqdVSSdPVPSdPQSdldVVVPPSdPdVQPpVQP dSP 21()PdSPPdS )(12PPnP1PnP00()fPfEEPfDEDEPe00r1re 0DEPVmMiaimLl danMLLLInia dlnm dlM dlMLIM dlSLMMl dMSdJIMJMMLIM dlVxeVpPiii0001fMPfEPEBJJJJMtttPEtJMBf00(）MBH0tDJHfi iPevPJtVPPJtMMHBHMrr1,00BEtDDHJtB Ampere环路定理环路定理 Biot-Savart定律定律BMBHEPED00HMEPMe02欧姆定律微分方式欧姆

9、定律微分方式 EJ为电导率为电导率 3电荷守恒定律电荷守恒定律0JtFqEqvBdVEdV vBEdVJBdVBJEf31jjijiED.,lkjlkjijklkjkjijkjjijiEEEEEED0BDtDJHtBE0SfSSfSSdBQSdDSdDdtdIl dHSdBdtdl dE 介质分界面处电场和磁场不延续，微分方式Maxwell方程不适用，但积分方式是适用的。 fSQSdDSSnDDf)(12fDDn)(120SSdB0)(12BBnlnIlHHl dHL)(12fSdH dlID dSdt0SD dSlnlHHf)()(12lHHlHHHHlHH/12/121212)()()()(21/fHHlnl nHHf/12)(fHHn)(12SSdBdtdl dE0)(12EEn21212121()0()()()0ffnEEnDDnHHnBB212121 /21 /()()() ()()fffffnHHnHHHHnHHnnn nn VdVvfVdVvfVdVdtddSVVdVvfdVdtddSvftSdVdtddVvfEJEvvBvEvf)(tDEHEtDHEEJvf)()()(BABABA HEtBHHEHEHEtDEtBHHEvfvftSt