第九章麦克斯韦电磁理论优秀PPT.ppt

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1、第九章麦克斯韦电磁理论第一页，本课件共有25页1820年奥斯特年奥斯特电电磁磁1831年法拉第年法拉第磁磁电电1864年麦克斯韦的两个假设年麦克斯韦的两个假设产生产生产生产生感生电场感生电场位移电流位移电流历史性历史性变化的磁场变化的磁场电场电场变化的电场变化的电场磁场磁场激发激发第二页，本课件共有25页一一.位移电流位移电流包含电阻、电感线圈包含电阻、电感线圈的电路的电路,电流是连续的电流是连续的.RLII电流的连续性问题电流的连续性问题:包含有电容的电包含有电容的电流是否连续？流是否连续？II+第三页，本课件共有25页 在电流非稳恒状态下在电流非稳恒状态下,安培环路定理是否正确安培环路定理

2、是否正确?安培环路定理安培环路定理:磁场强度沿任意闭合回路的线积分，等于磁场强度沿任意闭合回路的线积分，等于 该回路所包围的该回路所包围的传导电流的代数和。传导电流的代数和。对对 面面:对对 面面:+II矛盾矛盾SIIS+l第四页，本课件共有25页则则式中式中:传导电流传导电流 若把最右端若把最右端电通量的时间变化率电通量的时间变化率看作为一种电流，那么电看作为一种电流，那么电路就连续了。麦克斯韦把这种电流称为路就连续了。麦克斯韦把这种电流称为位移电流位移电流。定义定义（位移电流密度）（位移电流密度）以平行板电容器为例：以平行板电容器为例：与极板平行且大小相等的与极板平行且大小相等的面积面积S

3、的电位移通量：的电位移通量：第五页，本课件共有25页 在一般情况下在一般情况下,传导电流和位移电流可以同时传导电流和位移电流可以同时通过某一截面通过某一截面,因此因此,麦克斯韦引入麦克斯韦引入全电流全电流.全电流全电流 通过某一截面的全电流是通过这一截面的通过某一截面的全电流是通过这一截面的传导电流传导电流和和位移电流位移电流的的代数和代数和.在任一时刻在任一时刻,电路中的全电流总是连续的电路中的全电流总是连续的.而且而且,在在非稳恒的电路中非稳恒的电路中,安培环路定律仍然成立安培环路定律仍然成立.全电流安培环路定理：全电流安培环路定理：第六页，本课件共有25页位移电流的理解位移电流的理解1.

4、位移电流与传导电流方向相同位移电流与传导电流方向相同如放电时如放电时反向反向同向同向2.位移电流和传导电流产生磁场相同位移电流和传导电流产生磁场相同.3.在真空中位移电流无热效应在真空中位移电流无热效应.第七页，本课件共有25页传导电流传导电流位移电流位移电流电荷的定向移动电荷的定向移动电场的变化电场的变化通过电流产生焦耳热通过电流产生焦耳热真空中无热效应真空中无热效应传导电流和位移电流在激发磁场上是等效传导电流和位移电流在激发磁场上是等效即即变化的电场会产生磁场。变化的电场会产生磁场。第八页，本课件共有25页(Hd为为Id产生的磁场产生的磁场)左旋左旋右右旋旋对称美对称美第九页，本课件共有2

5、5页例例:半径为半径为R,相距相距 l(lR)的圆形空气平板电的圆形空气平板电容器容器,两端加上交变电压两端加上交变电压U=U0sin t,求电容器求电容器极板间的极板间的:(1)位移电流位移电流;(2)位移电流密度位移电流密度Jd的大小的大小;(3)位移电流激发的磁场分布位移电流激发的磁场分布B(r),r为圆板为圆板的中心距离的中心距离.第十页，本课件共有25页解解 (1)由于由于lR,故平板故平板间可作匀强电场处理间可作匀强电场处理,根据位移电流的定义根据位移电流的定义(2)由位移电流密度的定义由位移电流密度的定义第十一页，本课件共有25页(3)因为电容器内因为电容器内 Ic=0,且磁场分

6、布应具有轴对且磁场分布应具有轴对称性称性,由全电流定律得由全电流定律得第十二页，本课件共有25页第十三页，本课件共有25页对于静电场和稳恒磁场对于静电场和稳恒磁场,其基本规律为其基本规律为:静电场静电场稳恒磁场稳恒磁场变变二、麦克斯韦方程组二、麦克斯韦方程组第十四页，本课件共有25页对于静电场和稳恒磁场对于静电场和稳恒磁场,其基本规律为其基本规律为:静电场静电场稳恒磁场稳恒磁场变变二、麦克斯韦方程组二、麦克斯韦方程组第十五页，本课件共有25页对于静电场和稳恒磁场对于静电场和稳恒磁场,其基本规律为其基本规律为:静电场静电场稳恒磁场稳恒磁场变变二、麦克斯韦方程组二、麦克斯韦方程组二、麦克斯韦方程组

7、二、麦克斯韦方程组第十六页，本课件共有25页对于静电场和稳恒磁场对于静电场和稳恒磁场,其基本规律为其基本规律为:静电场静电场稳恒磁场稳恒磁场变变二、麦克斯韦方程组二、麦克斯韦方程组第十七页，本课件共有25页对于静电场和稳恒磁场对于静电场和稳恒磁场,其基本规律为其基本规律为:静电场静电场稳恒磁场稳恒磁场变变二、麦克斯韦方程组二、麦克斯韦方程组二、麦克斯韦方程组二、麦克斯韦方程组第十八页，本课件共有25页对于静电场和稳恒磁场对于静电场和稳恒磁场,其基本规律为其基本规律为:静电场静电场稳恒磁场稳恒磁场变变二、麦克斯韦方程组二、麦克斯韦方程组第十九页，本课件共有25页 麦克斯韦认为静电场的高斯定理和磁

8、场的高斯定麦克斯韦认为静电场的高斯定理和磁场的高斯定理也适用于一般电磁场理也适用于一般电磁场.所以所以,可以将电磁场的基本可以将电磁场的基本规律写成规律写成麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组(积分形式积分形式):第二十页，本课件共有25页1.预言了电磁波的存在预言了电磁波的存在.2.说明电场、磁场密切联系，是一个统一整体，说明电场、磁场密切联系，是一个统一整体，是同一物质在不同情况下的表现。是同一物质在不同情况下的表现。3.是宏观电磁学理论体系的核心。是宏观电磁学理论体系的核心。麦克斯韦电磁场理论是物理学上一次重大的突麦克斯韦电磁场理论是物理学上一次重大的突破破,爱因斯坦在一次纪念麦克斯韦诞辰时说爱

9、因斯坦在一次纪念麦克斯韦诞辰时说:这这“是牛顿以来物理学上经历的最深刻和最有成是牛顿以来物理学上经历的最深刻和最有成果的一次真正观念上的变革果的一次真正观念上的变革.”第二十一页，本课件共有25页 本章重要内容回顾本章重要内容回顾1、电磁感应、电磁感应电磁感应定律电磁感应定律楞次定律楞次定律感应电流的方向总是反抗引起感感应电流的方向总是反抗引起感应电流的原因应电流的原因2、动生电动势、动生电动势3、感生电动势、感生电动势第二十二页，本课件共有25页4.自感自感自感系数自感系数自感电动势自感电动势5.互感互感互感系数互感系数互感电动势互感电动势第二十三页，本课件共有25页自感磁能自感磁能磁能密度磁能密度磁场能量磁场能量7.位移电流位移电流位移电流密度位移电流密度位移电流位移电流6.磁场能量磁场能量第二十四页，本课件共有25页8.麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组电磁场的普遍规律电磁场的普遍规律第二十五页，本课件共有25页