2022-2023学年高二物理竞赛课件:位移电流麦克斯韦方程(共13张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:位移电流麦克斯韦方程(共13张PPT)

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(共13张PPT)
麦克斯韦(英国物理学家)
1864年
归纳 电磁场基本方程 (积分、微分)
预言 电磁波存在
真空
模型:平板电容器充电
++++
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I
S是以 L 为边界的任意曲面
恒定电流磁场
如应用到电容器:
不成立!与电流连续性相关
对S1 :
对S2 :
一. 位移电流 全电流安培环路定理
+++++
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I
I
A
B
1. 位移电流假设
(1)定义: 位移电流(变化电场)
电容器中—位移电流
导体中— 传导电流
两者连续
(2)变化的电场等效的也是一种“电流”,也产生磁场
变化电场激发磁场
将安培环路定理修正为
—全电流
一般来说,电路中同时存在 和

全电路安培环路定理:沿任意闭合回路 的环流等于此闭合回路所包围的全电流
2.全电流安培环路定理
关于位移电流的几点说明
(1)位移电流指电位移通量的变化率,与传导电流有本质的区别
(2)位移电流不仅在电介质中,导体中,甚至在真空中都可产生
(4)传导电流和位移电流在激发磁场方面是等效的,因此都称为电流
(3)位移电流=变化电场 ,真空中无焦耳热
[例] 有一半径为 圆形平行平板电容器 ,现对其充电 ,使电路上的传导电流 若略去边缘效应,求(1)两极板间的位移电流;
(2)两极板间离开轴线的距离为 的点 处的磁感强度 .
a. 电流连续
b. 过 P 点作圆形回路,用环路定理求H
分析:
电磁学里程碑 (在100年左右的时间)
1785年 Coulomb Law 静电规律
1791 Volta电池 动电规律
1819 Oersted 磁场本质
1831年 Faraday 电磁感应
1865年 Maxwell 完善
一般电磁场 ( 适用于各种情况 )
反映了电场与磁场基本性质,电场与磁场间联系
“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”
二. 麦克斯韦电磁场方程
Einstein:
通量
环流
Ex. 图示均匀磁场与导体回路法线 的夹角为 ,磁感应强度 (k > 0的常数),有一 长为 的金属杆 以速度 水平向右运动,求任意时刻感应电动势的大小和方向。设 时
顺时针方向
例 长直载流导线与矩形线框置于同一平面内。当载流导线中通以电流 ,且矩形线框以速度v匀速向右运动时,求t 时刻矩形线框距离直导线为a时感应电动势的大小。
Ex . 图示一充电后的平行板电容器, 板带正电, 板带负电。当将开关 合上放电时, 板之间的电场方向为 ,位移电流的方向为 (用图中x轴方向表示)
x轴正方向
x轴负方向
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