高二物理競賽電場能量和電磁場理論簡介課件

AB10.4靜電場的能量

以平行板電容器為例，來計算電場能量。

+設(shè)在時間t內(nèi)，從B板向A板遷移了電荷在將dq從B板遷移到A板需作功極板上電量從0—Q作的總功為忽略邊緣效應(yīng)，對平行板電容器有能量密度不均勻電場中（適用于所有電場）已知均勻帶電的球體，半徑為R，帶電量為QRQ從球心到無窮遠處的電場能量解r求例取體積元

麥克斯韋（1831-1879）英國物理學家。經(jīng)典電磁理論的奠基人,氣體動理論創(chuàng)始人之一.他提出了有旋場和位移電流的概念，建立了經(jīng)典電磁理論，并預言了以光速傳播的電磁波的存在。在氣體動理論方面，他還提出了氣體分子按速率分布的統(tǒng)計規(guī)律。*12.6Maxwell電磁場理論簡介1865年麥克斯韋在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，提出完整的電磁場理論，他的主要貢獻是提出了“有旋電場”和“位移電流”兩個假設(shè)，從而預言了電磁波的存在，并計算出電磁波的速度（即光速）。1888年赫茲的實驗證實了他的預言，麥克斯韋理論奠定了經(jīng)典動力學的基礎(chǔ)，為無線電技術(shù)和現(xiàn)代電子通訊技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊前景。

(真空中)引言K引言恒定磁場的安培環(huán)路定理在電容器充(放)電情況中遇到的問題麥克斯韋研究產(chǎn)生這種矛盾的原因,提出了位移電流假說全電流安培環(huán)路定理s封閉l周界非封閉s1非封閉s1非封閉s10ldHl2s對兩極板間中斷IcIcIc++++qq2s非封閉分割公共周界線ldHlIc對s1導線上有變化的傳導電流Ic+IcjcqqIcFDD++IcjcDqFDqIc++qFDDjcqIcIc麥克斯韋稱電位移通量對時間的變化率FDtdd為位移電流FDtddId及eDtejd為位移電流密度傳導電流Icqtdd電路中傳導電流密度jc則FDtddqtdd電場中也具有電流量綱與等量值,并IcDsFDds高斯定理2sqDds對封閉面用ss12ssl位移電流全電流全電流傳導電流位移電流全電流+IdIcsI+sdsjd+sjcdssjcds+eDtesds注意:位移電流僅由變化的電場所引起,它既可沿導體傳播,也可脫離導體在真空中傳播,并且不產(chǎn)生焦耳熱.傳導電流則由運動的電荷產(chǎn)生,在導體中傳播時會產(chǎn)生焦耳熱.全電流安培環(huán)路定理全電流安培環(huán)路定理對恒定和非恒定情況均適用.例如,前述電容器充電的非恒定情況:s1對0ldHlIc+Ic2s對FDtddId0ldHl+((IcldHlIdIcsI+sjcds+eDtesds全電流安培環(huán)路定理(全電流定理)Ic0在的空間ldlHeDtesds磁場變化的電場予示產(chǎn)生的規(guī)律.并定理表明傳導電流位移電流都能產(chǎn)生,磁場例題Ic0兩極板間ldlHeDtesdsD設(shè)均勻,柱形分布半徑R則在處產(chǎn)生的磁場大小為rHpeDteR2eDtepr22pHr()rR()rRrR0HHeDteR22rHeDte2rDH0RrlDH+++++eDte0充電過程思考ldlHeDtesds注意該式右方無負號.應(yīng)如何判斷的方向?H麥氏方程組積分形式Hldl()+jcDdstees-EldldseBste磁場電場環(huán)路定理Bdss0rVddssVD高斯定理磁場電場麥克斯韋方程組的積分形式含四大方程了解各方程的普遍含義傳導電流能產(chǎn)生磁場,變化的電場也能產(chǎn)生磁場.麥克斯韋將恒定磁場的安培環(huán)路定理推廣為更普遍的全電流安培環(huán)路定理.Eldl+Eldl靜Eldl渦-dseBste0+Eldl渦Eldl靜0推廣后的空間任一點+EEE靜渦DDD+靜渦麥克斯韋認為麥克斯韋方程組的積分形式Bdss0Hldl()+jcDdsteesrVddssVD-EldldseBste電場高斯定理磁場高斯定理電場環(huán)路定理磁場環(huán)路定理無論是傳導電流還是位移電流,它們產(chǎn)生的磁場,其磁感應(yīng)線都是閉合的.dssD+dssD靜dssD渦rVdVSqi0dssD靜+0dssD渦方程組再現(xiàn)這就是著名的電磁場基本方程:麥克斯韋方程組的積分形式Bdss0Hldl()+jcDdsteesrVddssVD-EldldseBste歷史意義靜電場恒定磁場變化電場變化磁場基本性質(zhì)相互關(guān)系電磁運動普遍規(guī)律的精髓經(jīng)典電磁場理論的基石

例1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,若略去邊緣效應(yīng),求（1）兩極板間的位移電流;（2）兩極板間離開軸線的距離為的點處的磁感強度.*

解如圖作一半徑為平行于極板的圓形回路，通過