2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：位移電流和全電流安培環(huán)路定理

位移電流和全電流安培環(huán)路定理位移電流

全電流安培環(huán)路定理一、引子19世紀(jì)中期電磁技術(shù)的發(fā)展：（發(fā)明了電流計(jì)、電壓計(jì)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、弧光燈、有線電報(bào)）010203040G19世紀(jì)中期人們對(duì)電磁場(chǎng)基本規(guī)律的認(rèn)識(shí)：2.靜電場(chǎng)環(huán)路定理1.靜電場(chǎng)高斯定理

庫(kù)侖定理Coulomb

Law＋場(chǎng)強(qiáng)疊加原理3.磁場(chǎng)高斯定理4.安培環(huán)路定理

畢奧薩法爾定理Biot—SavartLaw

法拉第（Faraday）電磁感應(yīng)定律一、引子Maxwell

總結(jié)前人的工作，為電磁學(xué)理論的發(fā)展作出卓越貢獻(xiàn)。法拉第是一個(gè)沒(méi)有受過(guò)多少教育，但具有深刻直覺(jué)能力的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家；不用一個(gè)公式，憑直覺(jué)的可靠性創(chuàng)造出“力線”和“場(chǎng)”的概念。麥克斯韋（JamesClerkMaxwell1831-1879）出生于英國(guó)愛(ài)丁堡的科學(xué)世家；從小喜歡數(shù)學(xué)；對(duì)法拉第的貢獻(xiàn)非常佩服,20幾歲就下決心要把法拉第的物理思想用數(shù)學(xué)公式定量地表達(dá)出來(lái)。一、引子Maxwell

總結(jié)前人的工作，為電磁學(xué)理論的發(fā)展作出卓越貢獻(xiàn)。從感生電動(dòng)勢(shì)看出變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生

渦旋電場(chǎng)。電場(chǎng)、磁場(chǎng)的高斯定理普遍成立！發(fā)現(xiàn)安培環(huán)路定理在應(yīng)用到非恒定電路時(shí)遇到矛盾，一、引子提出“位移電流”的概念。二、位移電流非穩(wěn)恒電路穩(wěn)恒電路I++++----RIL在非穩(wěn)恒電路中，安培環(huán)路定理失效！1.問(wèn)題的提出二、位移電流2.位移電流假說(shuō)（1）科學(xué)理論發(fā)展的兩條路線：實(shí)驗(yàn)新概念新理論舊理論框架假設(shè)理論修正（如相對(duì)論、量子力學(xué)）（如渦旋電場(chǎng)、位移電流）I++++----非穩(wěn)恒電路：穩(wěn)恒電路：（2）由電流的連續(xù)性方程：二、位移電流2.位移電流假說(shuō)非穩(wěn)恒電路：穩(wěn)恒電路：（2）由電流的連續(xù)性方程：I++++----位移電流傳導(dǎo)電流全電流

這個(gè)量永遠(yuǎn)是連續(xù)的，只要邊界相同，說(shuō)明：變化電場(chǎng)的等效電流它在不同曲面上的面積分相等。II2.位移電流假說(shuō)D+++++++++

位移電流密度

位移電流（3）以電容器電路的充電過(guò)程為例：說(shuō)明：用位移電流代替電容器極板間中斷的傳導(dǎo)電流，保持了電流的連續(xù)性！二、位移電流通過(guò)的全電流為：通過(guò)的全電流為：例1

設(shè)在截面為S的導(dǎo)體中通以交流電電流沿截面近似均勻分布。已知導(dǎo)體的電阻率，，，試比較位移電流振幅和傳導(dǎo)電流振幅的相對(duì)大小。結(jié)論：在導(dǎo)體中，在真空或介質(zhì)中，傳導(dǎo)電流位移電流同異在激發(fā)磁場(chǎng)方面等效需要導(dǎo)體變化的電場(chǎng)在導(dǎo)體中幾乎沒(méi)有熱效應(yīng)；但在介質(zhì)中，在高頻電場(chǎng)作用下有熱效應(yīng)載流子運(yùn)動(dòng)不需要介質(zhì)在導(dǎo)體中有熱效應(yīng)

磁場(chǎng)強(qiáng)度沿任意閉合回路的環(huán)流等于此閉合回路所包圍的全電流。位移電流的實(shí)質(zhì)是：

變化的電場(chǎng)激發(fā)磁場(chǎng)！二、位移電流3.全電流的安培環(huán)路定理

例2

有一圓形平行平板電容器,現(xiàn)對(duì)其充電,使電路上的傳導(dǎo)電流，若略去