高二物理競(jìng)賽麥克斯韋電磁場(chǎng)理論課件

麥克斯韋提出兩個(gè)假設(shè)：(1)變化的磁場(chǎng)可產(chǎn)生渦旋電場(chǎng)(2)變化的電場(chǎng)(位移電流)可產(chǎn)生磁場(chǎng)問(wèn)題：對(duì)稱形式1、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論全電流安培環(huán)路定律——全電流安培環(huán)路定律對(duì)前述的電容器有而——對(duì)同一環(huán)路L，的環(huán)流是唯一的討論：(1)電磁感應(yīng)定律：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生渦旋電場(chǎng)(2)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的變化永遠(yuǎn)互相聯(lián)系著，形成統(tǒng)一的電磁場(chǎng)位移電流：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生渦旋磁場(chǎng)說(shuō)明：(1)位移電流與傳導(dǎo)電流的區(qū)別：傳導(dǎo)電流：電荷作宏觀定向運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)電流：產(chǎn)生焦耳熱(2)

ID與方向上成右手螺旋關(guān)系(3)位移電流可存在于一切有電場(chǎng)變化的區(qū)域中(如真空、介質(zhì)、導(dǎo)體)位移電流：電場(chǎng)的變化位移電流：沒(méi)有熱效應(yīng)[例]半徑R=0.1m的兩塊導(dǎo)體圓板，構(gòu)成空氣平板電容器。充電時(shí)，極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度以dE/dt=1012V/m·s的變化率增加。求(1)兩極板間的位移電流ID;(2)距兩極板中心連線為r(r<R)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度Br和r=R處的磁感應(yīng)強(qiáng)度BR（忽略邊緣效應(yīng)）。解：忽略邊緣效應(yīng)，極板間電場(chǎng)視為均勻分布(1)兩板間位移電流(2)根據(jù)對(duì)稱性，以對(duì)稱軸為圓心、半徑為r作閉合回路L當(dāng)r＝R時(shí)麥克斯韋方程組麥克斯韋方程組麥克斯韋方程組物理意義概括：方程1：任何閉合曲面的電位移通量只與該閉合曲面內(nèi)自由電荷有關(guān)----電場(chǎng)的高斯定理方程2：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生渦旋電場(chǎng),即變化的磁場(chǎng)總與電場(chǎng)相伴----法拉第電磁感應(yīng)定律方程3：任何形式產(chǎn)生的磁場(chǎng)都是渦旋場(chǎng)，磁力線都是閉合的----磁場(chǎng)的高斯定理方程4：全電流與磁場(chǎng)的關(guān)系，揭示了變化電場(chǎng)產(chǎn)生渦旋磁場(chǎng)的規(guī)律，即變化的電場(chǎng)總與磁場(chǎng)相伴----全電流定律對(duì)方程組的解釋了解各方程的普遍含義麥克斯韋將恒定磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理Eldl+Eldl靜Eldl渦-dseBste0+Eldl渦Eldl靜0推廣后的空間任一點(diǎn)+EEE靜渦DDD+靜渦麥克斯韋認(rèn)為電場(chǎng)高斯定理磁場(chǎng)高斯定理電場(chǎng)環(huán)路定理磁場(chǎng)環(huán)路定理dssD+dssD靜dssD渦rVdVSqi0dssD靜+0dssD渦

變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)；變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)；電荷可以單獨(dú)存在，電場(chǎng)是有源的；磁荷不可以單獨(dú)存在，磁場(chǎng)是無(wú)源的。

磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化會(huì)引起環(huán)行電場(chǎng)；位移電流和傳導(dǎo)電流一樣都能產(chǎn)生環(huán)行磁場(chǎng)；電位移矢量起止于存在自由電荷的地方；磁場(chǎng)沒(méi)有起止點(diǎn)。散度是“標(biāo)量積”一個(gè)矢量在某點(diǎn)的散度表征了該點(diǎn)“產(chǎn)生”或“吸收”這種場(chǎng)的