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1、同学们好！,第2页 共27页,麦克斯韦提出又一重要假设：位移电流,一、问题的提出,第五节 位移电流,第3页 共27页,非稳恒情况举例：电容器充放电,说明将安培环路定理推广到一般情况时需要进行补充和修正。,第4页 共27页,传导电流不连续的后果： 电荷在极板上堆积。,电荷密度随时间变化 (充电 ，放电 ) 极板间出现变化电场。,大小：,第5页 共27页,第6页 共27页,板间电场的电位移矢量 对时间的变化率 等于极板上的传导电流密度 。,穿过极板的电位移通量 D 对时间变化率 等于极板上的传导电流 I 。,第7页 共27页,二、位移电流,2. 物理意义,第8页 共27页,3. 传导电流与位移电流
2、的比较,第9页 共27页,2. 推广的安培环路定理,第10页 共27页,解： (1),(2),练习：给电容为C的平板电容器充电，电流为 , 且有 求极板间电压随时间变化的关系 ，和t 时刻极板间的位移电流 (忽略边缘效应)。,第11页 共27页,解：(1),1) 电容器内位移电流密度的大小； 2) 电容器内到两板中心连线距离 0.01m处磁场强度的峰值 (不计传导电流的磁场)。,练习： P. 139 14 - 20 已知一平行板电容器内交变电场强度为： 求:,(2) 由安培环路定理：,第12页 共27页,一、麦克斯韦方程组的积分形式,第五节 麦克斯韦方程组,第13页 共27页,麦克斯韦方程组的
3、积分形式,第14页 共27页,二、麦克斯韦方程组的意义,(1) 是对电磁场宏观实验规律的全面总结和概括，是经典物理三大支柱之一。,方程中各量关系：,第15页 共27页,(2) 揭示了电磁场的统一性和相对性,电荷与观察者相对运动状态不同时，电磁场 可以表现为不同形态。,电磁场是统一的整体,(3) 预言了电磁波的存在(自由空间 ),第16页 共27页,如振荡偶极子,第17页 共27页,(4) 预言了光的电磁本性,电磁波的传播速率,麦克斯韦对两个预言坚信不疑,实验证实：赫兹(1888年完成),用电磁波重复了所有光学反射、折射、衍射、干涉、偏振实验。,两杆间隙在高压下被击穿，形成振荡偶极子，发射电磁波
4、。,环形谐振器空气隙，通过适当选择其方位，实现与发射振子的共振。,第18页 共27页,第19页 共27页,(5) 是经典物理 近代物理桥梁,第20页 共27页,(6) 局限性,1) 是在承认电荷连续分布基础上建立的宏观经典理论，未和物质微观结构联系起来。,2) 不完全对称,不存在磁单极。,第21页 共27页,由对称性：,第22页 共27页,电磁学复习 1) 基本实验定律: 库仑定律、毕 萨定律、安培定律 法拉弟电磁感应定律,2) 基本概念和理论: 静电场 高斯定理 稳恒磁场 环路定理,基本性质,位移电流、感生电场概念 电磁场的统一性,麦克斯韦方程组及物理意义,第23页 共27页,3) 方法、模
5、型 用求通量和环流的法描述空间矢量场, 微元分析和叠加原理, 类比方法 极化 磁化 静电场 感生电场 静电场稳恒电场 电容 C 自感 L 互感 M 计算 电场能 We 磁场能 Wm ,第24页 共27页, 模型: 电介质分子 电偶极子 磁介质分子 分子电流 点电荷、均匀带电球面、无限大带电平面(载流) 无限长带电直线（载流）、长直螺旋管 从实际部题 抽象出模型 解决问题,4) 应用: 静电屏蔽、磁屏蔽、尖端放电、电子感应加速器 磁聚焦、涡流、产生匀强电场、匀强磁场的方法 霍耳效应分辨半导体类型,第25页 共27页,5) 基本计算,静电部分 的计算,叠加法 高斯定理 (三种对称情况) 电势梯度,(分量积分), U 的计算,叠加法 场强积分,零势点选取 分步积分, C 的计算, We 的计算,第26页 共27页,稳恒磁场部分, 的计算,叠加法 安培环定理,(对称性), 的计算, 磁力、磁力矩, 霍耳效应,第27页 共27页, 感应电动势的计算, L 、M 的计算, 磁场能, 位移电流,电磁感应部分,
