位移电流麦克斯韦方程市公开课获奖课件

1、麦克斯韦方程组 电磁场第十一章第1页第1页J.C.Maxwel英国物理学家麦克斯韦(1831-1879)第2页第2页电流连续性问题 包括有电阻、电感线圈电路是连续。考虑一个包括有电容电路RLII问题：在电流非稳恒状态下安培 14-1 位移电流Hdl.=I对面SL0对面SII+SSL环路定理是否正确？第3页第3页S2qqD+II+00作一高斯面由高斯定理：=0q.DdS=s.DdSs1=s2.DdS+S1S设第4页第4页d=Idtq上式最左端是传导电流，若把最右端电位移通量时间改变率看作为一个电流，那么电流就连续了。麦克斯韦把这种电流称为位移电流.dI=ddtDddt=D=tD.dSs=tD.d

2、Ss2ddts.DdS2= D.q=sDdS2由上面得到s第5页第5页位移电流方向和传导电流是否相同？放电时：qDdIcI与方向相同充电时：（同窗自证）Dt与方向相反,DDtcI+q+D+qcI第6页第6页dI=ddtD讨论： 1. 在上述例子里，位移电流只存在于电容器两极板dDt=j通过一个横截面同时存在传导电流、运流电流及位移之间，而传导电流只存在于导线中。在普通情况下，电流。这三电流之和称为全电流. 2. 位移电流在产生磁场这一点上和传导电流完全相同。第7页第7页 3. 在真空中位移电流无热效应。在介质中位移电流有热效应，但是并不遵守焦耳定律. 4. 由位移电流产生磁场也是有旋场。HtD

3、5、位移电流与磁场之间关系如图。第8页第8页6. 全电流定理用全电流定理就能够处理前面充电电路中矛盾第9页第9页P解(1)例 平板电容器均匀充电板半径为内部充斥介质求：1)（忽略边沿效应2)第10页第10页2) 过P点垂直轴线作一圆环,等效为位移电流均匀通过圆柱体由全电流定理若Pr第11页第11页麦克斯韦方程组第12页第12页静电场静磁场 假如电场及磁场都在随时间改变，改变磁场产生电场， 11-2 麦克斯韦方程积分形式改变电场产生磁场，电场和磁场不可分割，称为电磁场。第13页第13页 电磁场场方程（麦克斯韦方程积分形式）静止电荷产生静电场改变磁场产生感生电场=0 一、电场性质第14页第14页传

4、导电流磁场位移电流磁场二、磁场性质 三、改变电场和磁场关系第15页第15页静止电荷产生静电场改变磁场产生感生电场 四、改变磁场和电场关系=0第16页第16页麦克斯韦方程积分形式：第17页第17页1.数学上定理Gauss定理Stokes定理梯度散度旋度算符直角坐标系11-3 麦克斯韦 方程微分形式哈密顿算符第18页第18页2. 微分形式积分形式微分形式第19页第19页3 电磁场物质性 、场量相对性、规律绝对性一. 物质存在形式两种基本形式实物和场电磁场能量密度质量密度动量密度第20页第20页大量试验证实场有 质量和动量 如光压等 场与实物互相转化正负电子对湮没二.电磁场量相对性与运动规律绝对性研究问题是：两个相对运动惯性系中在拟定期空点PS 系系场量场量第21页第21页在条件下在不同参考系中，场量是不相同，但均满足电磁场基本方程第22页第22页即，在一个参考系中只有静电场不但有电场尚有磁场如则第23页第23页由变换很容易得到在 S 系 内第24页第24页解：取电荷在其静止参考系为系试验室参考系为系 例3 匀速运动点电荷电磁场量已知：试验室参考系中点电荷求：运动速度系中分量式第25页第25页由场量变换