《2021-2022学年高二物理竞赛课件：麦克斯韦电磁场方程组.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021-2022学年高二物理竞赛课件：麦克斯韦电磁场方程组.pptx（14页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、麦克斯韦麦克斯韦电磁场方程组电磁场方程组从从出出生生地地来来说说他他属属于于爱爱丁丁堡堡，从从功功绩绩上来说他属于全世界。上来说他属于全世界。普朗克普朗克一一.问题的提出问题的提出对稳恒电流对稳恒电流对对S1面面对对S2面面矛矛盾盾稳恒磁场的安培环路定理已稳恒磁场的安培环路定理已不适用于非稳恒电流的电路不适用于非稳恒电流的电路二二.位移电流假设位移电流假设非稳恒电路中，在传导电流中断处必发生电荷分布的变化非稳恒电路中，在传导电流中断处必发生电荷分布的变化极板上电荷的时间变化率等于传导电流极板上电荷的时间变化率等于传导电流8.6 麦克斯韦电磁场理论简介麦克斯韦电磁场理论简介电荷分布的变化必引起电
2、场的变化电荷分布的变化必引起电场的变化电位移通量电位移通量电位移通量的变化率等于传导电流强度电位移通量的变化率等于传导电流强度位移电流位移电流(电场变化等效为一种电流电场变化等效为一种电流)一般情况位移电流一般情况位移电流(以平行板电容器为例以平行板电容器为例)位移电流与传导电流连接起来恰好构成连续的闭合电流位移电流与传导电流连接起来恰好构成连续的闭合电流麦克斯韦提出全电流的概念麦克斯韦提出全电流的概念(全电流安培环路定理全电流安培环路定理)在普遍情形下，全电流在空间永远是连续不中断的，并且构在普遍情形下，全电流在空间永远是连续不中断的，并且构成闭合回路成闭合回路麦克斯韦将安培环路定理推广麦克
3、斯韦将安培环路定理推广若传导电流为零若传导电流为零变化电场产生磁变化电场产生磁场的数学表达式场的数学表达式位移电流位移电流 密度密度三三.位移电流、传导电流的比较位移电流、传导电流的比较1.位移电流具有磁效应位移电流具有磁效应 与传导电流相同与传导电流相同2.位移电流与传导电流不同之处位移电流与传导电流不同之处(1)产生机理不同产生机理不同(2)存在条件不同存在条件不同位移电流可以存在于真空中、导体中、介质中位移电流可以存在于真空中、导体中、介质中3.位移电流没有热效应，传导电流产生焦耳热位移电流没有热效应，传导电流产生焦耳热例例1设平行板电容器极板为圆板，半径为设平行板电容器极板为圆板，半径
4、为R，两极板间距为，两极板间距为d,用缓变电流用缓变电流 IC 对电容器充电对电容器充电解解 任一时刻极板间的电场任一时刻极板间的电场 极板间任一点的位移电流极板间任一点的位移电流由全电流安培环路定理由全电流安培环路定理求求 P1,P2 点处的磁感应强度点处的磁感应强度EX 如图，平板电容器（忽略边缘效应）充电时，如图，平板电容器（忽略边缘效应）充电时，沿环路沿环路L1、L2磁场强度磁场强度 的环流中，必有的环流中，必有 （）2.2.全电流安培环路定理全电流安培环路定理（A）（B）（C）（D）C例例2电荷电荷+q 以速度以速度 v 向向O点运动。在点运动。在O点处作一半径为点处作一半径为 a
5、的圆，的圆，圆面与速度方向垂直。圆面与速度方向垂直。求求 通过该圆面的位移电流和圆周上各点处的通过该圆面的位移电流和圆周上各点处的磁感应强度磁感应强度？解解 在任一时刻，穿过圆面的电位移通量在任一时刻，穿过圆面的电位移通量由全电流安培环路定理由全电流安培环路定理运动电荷的磁场运动电荷的磁场四四.麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组1.电场的高斯定理电场的高斯定理2.磁场的高斯定理磁场的高斯定理静电场是有源场、感应电场是涡旋场静电场是有源场、感应电场是涡旋场传导电流、位移电流产生的磁场都是无源场传导电流、位移电流产生的磁场都是无源场3.电场的环路定理电场的环路定理 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律4
6、.全电流安培环路定理全电流安培环路定理静电场是保守场，变化磁场可以激发涡旋电场静电场是保守场，变化磁场可以激发涡旋电场传导电流和变化电场可以激发涡旋磁场传导电流和变化电场可以激发涡旋磁场四个方程称为麦克斯韦方程组的积分形式四个方程称为麦克斯韦方程组的积分形式.麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组能完全描述电磁场的动力学过程能完全描述电磁场的动力学过程麦克斯韦方程组的微分形式麦克斯韦方程组的微分形式电磁场是一个统一的整体，电场和磁场可以相互激发电磁场是一个统一的整体，电场和磁场可以相互激发电磁场是一个统一的整体，电场和磁场可以相互激发电磁场是一个统一的整体，电场和磁场可以相互激发场源场源场源场源磁磁磁磁
7、场场场场磁磁磁磁场场场场磁磁磁磁场场场场磁磁磁磁场场场场磁磁磁磁场场场场电电电电场场场场电电电电场场场场电电电电场场场场电电电电场场场场麦克斯韦（英国物理学家）麦克斯韦（英国物理学家）电磁场基本方程的积分形式电磁场基本方程的积分形式1864年年归纳归纳 电磁场基本方程电磁场基本方程(积分、微分积分、微分)预言预言 电磁波存在电磁波存在真空真空28.Einstein：“这是自牛顿以来物理学所经历的最深刻这是自牛顿以来物理学所经历的最深刻和最有成果的一项真正观念上的革命和最有成果的一项真正观念上的革命”麦克斯韦电磁场理论的建立赫赫兹兹在在18881888年年证证明明了了电电磁磁波波的的存存在在。这这样样由由法法拉拉第第开开创创，麦麦克克斯斯韦韦建建立立，赫赫兹兹验验证证的的电电磁磁场场理理论论向向全全世世界宣告了它的胜利。界宣告了它的胜利。电子技术的新时代电子技术的新时代无无 线线 电电 报报(1901)(1901)广广 播播(1906(1906)电电 话话(1916)(1916)传传 真真(1923)(1923)电电 视视(1929)(1929)微微 波波(1933)(1933)雷雷达达(1935)(1935)卫卫星星通通讯讯电电子子计计算算机机、因特网等都与电磁波理论相关。因特网等都与电磁波理论相关。