高二物理競賽麥克斯韋方程組課件

1麥克斯韋方程組2麥克斯韋方程組一、穩(wěn)恒場的基本規(guī)律1、靜電場的基本規(guī)律（1）實(shí)驗(yàn)規(guī)律（2）基本定理（3）基本性質(zhì)---有源場保守場電力線不閉合32、穩(wěn)恒磁場的基本規(guī)律（1）實(shí)驗(yàn)規(guī)律（2）基本定理（3）基本性質(zhì)---無源場非保守場磁力線閉合對(duì)變化的電磁場，基本定理需修正和推廣。4二、變化電磁場的規(guī)律1.變化的磁場產(chǎn)生電場（麥?zhǔn)霞僭O(shè)1）當(dāng)磁場變化時(shí)，有感生電場產(chǎn)生：對(duì)于感生電場，邊界不動(dòng)，故：對(duì)于總電場：52.變化的電場產(chǎn)生磁場（麥?zhǔn)霞僭O(shè)2）（1）問題的提出I0激發(fā)的磁場沿環(huán)路的積分為對(duì)穩(wěn)恒閉合電流，環(huán)路積分與所張曲面無關(guān)。6換成電容器，充放電時(shí)電流不恒定且不閉合問題：環(huán)路定理不適用非穩(wěn)恒電流情形！問題的要害：電容器中傳導(dǎo)電流不連續(xù)。麥?zhǔn)习l(fā)現(xiàn)：電容器極板間有變化的電場！7位移電流形式

正在充電的電容器某一時(shí)刻的傳導(dǎo)電流為I0，根據(jù)麥?zhǔn)霞僭O(shè)，I0=Id

位移電流等于電位移通量的變化率。（2）位移電流假設(shè)（麥?zhǔn)霞僭O(shè)2）

變化的電場可以產(chǎn)生磁場，這個(gè)磁場可等效為位移電流Id激發(fā)的。

電容器極板間的傳導(dǎo)電流雖然中斷了，但位移電流卻能接替它產(chǎn)生磁場。+Q-Q8Id與I0的比較:Id與I0在產(chǎn)生磁場方面是等效的;I0意味著電荷流動(dòng)，Id意味著電場變化；I0通過導(dǎo)體產(chǎn)生焦耳熱，并產(chǎn)生電場和磁場;全電流概念全電流在非穩(wěn)恒態(tài)下是連續(xù)的。位移電流的物理意義Id與I0按同樣規(guī)律激發(fā)磁場,Id是變化的電場的代稱。Id通過導(dǎo)體不產(chǎn)生焦耳熱，僅激發(fā)磁場。9例1一平行板電容器接在交流電源上，其極板面積S，板間為真空，場強(qiáng)為E＝720sin105t,求（1）極板間位移電流Id;(2)離水平中心線相距r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。交流電r10解（1）

交流電r11（2）在與平行板平行的平面上取回路L,由環(huán)路定理交流電r12電場的高斯定理;電場由自由電荷和變化的磁場激發(fā)。三、麥克斯韋方程組（積分形式）環(huán)路定理；表征變化的磁場激發(fā)渦旋電場。磁場的高斯定理；傳導(dǎo)電流和變化的電場激發(fā)的磁場均是有旋場,磁力線是閉合曲線。表征傳導(dǎo)電流和變化電場激發(fā)磁場的環(huán)路定理。13有介質(zhì)時(shí),補(bǔ)充三個(gè)方程（對(duì)各向同性介質(zhì)）麥克斯韋方程組+介質(zhì)性質(zhì)方程組全面概括總結(jié)了電磁場的規(guī)律。14四、電磁場的傳播－－電磁波麥?zhǔn)系膬蓚€(gè)假設(shè)1.電磁波交變的電場和磁場相互轉(zhuǎn)化，相互激發(fā)，在空間脫離開場源而獨(dú)立存在，并以一定的速度向周圍傳播開去，由此形成電磁波。2.電磁波的基本性質(zhì)

都與傳播方向垂直，電磁波是橫波。.)2方向沿互相垂直，和K