物理竞赛电磁场篇课件

大学物理创新竞赛——电磁场篇目录竞赛大纲1竞赛实题4补充教学内容3课堂内容复习2竞赛大纲15恒定电流、电流密度和电动势16法拉第电磁感应定律17动生电动势和感生电动势、涡旋电场18自感和互感19电场和磁场的能量20位移电流、全电流环路定律21麦克斯韦方程组的积分形式22电磁波的产生及基本性质感应电场——由磁通量变化在空间引起的电场楞次定律——法拉第定律动生感生自感互感线的绕行方向与所围的的方向构成左螺旋关系。感生电动势4静电场

EC感生电场

E感起源由静止电荷激发由变化的磁场激发电力线为非闭合曲线电力线为闭合曲线无旋场（保守场）有旋场电力线电场性质作功与路径无关作功与路径有关静电场为有源场感生电场为无源场目录竞赛大纲1竞赛实题4课堂内容复习2补充教学内容31。电动势概念电源负载EkEe在电源内部存在一非静电力，该非静电力将正电荷从电势低的电源负极移动到电势高的正极，与静电力相反。因此在电源内部存在一非静电场Ek

。

非静电场在电源内部从负极到正极移动单位正电荷所作的功。电源电动势bBva2动生电动势动生电动势的产生是由于运动导体中的电荷在磁场中受洛仑兹力fL

的影响从电源负极移动到电源正极。+-代入电源电动势为v与B的夹角为v×B与dl的夹角电场能量能量密度

2。磁场的能量磁场有能量吗?电场有能量:LK——载流线圈具有能量。K打开时,灯泡慢慢地熄灭。LR电路线圈在通电过程中，电源克服自感电动势作功得来从何而来？在dt时间内，克服自感电动势作的元功为：从0

到I过程中,电源克服线圈中自感电动势作的总功为：磁场能量——以载流长直螺线管为例：磁场能量为能量密度：3。位移电流恒定电流取环路L，对环路张两个任意曲面S1、S2，两曲面所围电流相等1.位移电流的提出IS2S1LI非稳恒电流：作环路L,对L也张两个曲面S1、S2，两曲面所围电流不等S2S1KL——

安培环路定理出错？

1865年麦克斯韦提出一个假设，当电容器充电时，电容器中的电场发生变化，变化的电场可等效成位移电流Id，使电流连续起来。位移电流也可产生涡旋的磁场，如果有测量仪器的话，就可测出磁场。位移电流是由变化的电场等效而来2.位移电流Id

与传导电流Ic

的比较传导电流Ic位移电流Id由宏观的电荷移动产生由变化的电场等效而来的，无宏观的电荷移动有热效应无热效应可产生涡旋的磁场可产生涡旋的磁场位移电流实质上是由变化的电场等效而来的。kIdIcB2B13.位移电流的计算IdIcS2S1KL4.变化磁场的安培环路定理对S2:4。麦克斯韦电磁场方程组1.电磁场规定统一的电磁场:静电磁场：D1、E1、B1、H1变化的电磁场：D2、E2、B2、H2E2

是由变化的磁场产生，即感生电场；D、E、B、HB2

是由变化的电场产生，即由位移电流产生。介质静电场变化的电场统一的电场高斯定理环路定理稳恒磁场变化的磁场统一的磁场高斯定理环路定理麦克斯韦电磁场方程组是整个电磁场的精华。由麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生变化的磁场，而变化的磁场又产生变化的电场，这样就产生了电磁波。5。电磁波最后形成电偶极子，即发射电磁波的天线。要有效地发射电磁波必须具备的条件：(1)频率必须特别高；(2)电路必须开放。电磁波性质1.电磁波是横波并且E、H与传播方向k垂直。2.E与H相互垂直，并与k构成右手螺旋系。3.E与H同相位。4.介质中E与H数值上成正比。电磁波的能量密度电磁波的传播过程为能量的传播过程，即辐射能。电场能量密度磁场能量密度电磁场能量密度S称为辐射强度矢量或坡印延矢量。五、电磁波的能流密度单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积dA的辐射能。电磁场能量密度矢量表示E和H随时间迅速变化，通常取平均值∶电磁波谱宇宙射线射线X射线紫外线可见光红外线微波毫