大学物理课件20.ppt

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1、本章内容,本节内容,位移电流 全电流定理,麦克斯韦方程的积分形式,麦克斯韦方程的微分形式,平面电磁波的波动方程,静电场,稳恒磁场,磁电,回顾：已学知识总结:,引言,恒定磁场的安培环路定理在电容器充(放)电情况中遇到了问题,！,两者发生矛盾.,公共周界,R,假设：电容器内存在一种类似电流的物理量,思考之一：场客观存在 环流值必须唯一,思考之二：定理应该普适,电容充电,位移电流,R,例,2,例,2007.01.14 大学物理II试题,对位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种说法正确，,（A）位移电流是由变化的电场产生的,（B）位移电流是由线性变化的磁场产生的,（C）位移电流的热效应服从焦耳-楞次定

2、律,（D）位移电流的磁效应不服从安培环路定律,例题（2007.12.23，大学物理（下）,已知平行板电容器的电容为C，两极板间的电势差随时间变化，其间的位移电流为CdU/dtdD/dtCU0,正确答案：A,例题（2007.12.23，大学物理（下）,把自感L=2H，电阻R=10 的线圈，连接到电动势=100v，内阻可忽略的电源上，则,（1）电路上电流的表达式为_;,（2）电流的最大值为_;,（3）此时线圈所储的磁能等于_;,I=10（1-e-5t）A,10A,100J,例,一平行板电容器与一电压为V的电源相连，如图所示,2008.12 大学物理II试题,若将电容器的一极板以速率u拉开，则当极板

3、间距离为x时，电容器极板内的位移电流密度大小为_,方向为_.,全电流,全电流环路定理,对恒定和非恒定情况均适用.,例,题1,回顾,第二节,麦氏电磁场理论,定理推广1,定理推广2,定理推广3,定理推广4,卖氏方程组,被誉为电磁学中的牛顿定律,基本要求,结 论：,无论是否有磁荷、磁流存在，麦克斯韦方程组不受影响。它成为电磁场理论的基础，并经受了实践的检验，已成为现代电子学、无线电学等学科的理论基础。,麦氏方程组是普遍情况下电磁场运动变化的方程，其于电磁场而言等同于牛顿方程于力学的地位。,给定所求区域内电荷分布、介质以及边界和初始条件，麦氏方程组唯一确定区域中电磁场的分布和变化。,电荷激发电场(1)

4、，电流激发磁场(4)，而且变化的电场和磁场可以相互激发(2、4)。,该方程组对称？,Gauss定理,Stokes定理,梯度散度旋度,算符,直角坐标系,麦克斯韦方程组的微分形式,数学准备,矢量场的通量,散度,高斯定理,矢量场的环量,旋度,斯托克斯定理,麦氏方程组微分形式,历史意义,第二节,平面电磁波,在没有电荷分布的自由空间或均匀介质,1）在真空中：D=0E，B=0H，利用上面第一，二方程可得：,用矢量分析公式及,代入上式得电场E的偏微分方程：,代入上式得电场E的偏微分方程：,同理可得：,令：,上式称为波动方程，通过它可以得到各种不同类型随时间变化的电磁波的解。,C代表在真空中一切电磁波的传播速

5、度，如无线电波，光，X射线，和 射线等，它是最基本的物理量之一。,2）在线性介质中：D=E，B=H 不成立！而 和 与电磁波频率有关：D(E；B(H。这是因为介质内束缚电荷受电场作用随电磁波频率作正弦振荡的结果，因此不能得到E 和B 的一般波动方程。和 随电磁波频率而变的现象叫色散。,2.时谐（定频）电磁波-以固定频率作正弦振荡-单色波,在单色波的情况下，E cost 为运算方便可用复数表示：,代入上述波动方程，并利用D E；BH（注意！这里的E，B，D，H是抽出时间因子以后的那一部分物理量）可以得到,平面电磁波,平面电磁波,平面电磁波,平面电磁波方程,方程,平面电磁波方程,振幅,振幅,平面电磁波的振幅,波速,电磁波的波速,电磁波基本性质,性质小结,波强,波强,电磁波的波强,电磁波谱,第8章,1.感应电动势的计算,5种计算方法：,法拉第定律,自感法：,互感法：,期末复习题,一个在磁场中转动的导体圆盘，设圆盘半径为R，它的轴线与均匀外磁场平行。当圆盘以加速度绕轴旋转时，（1）求边缘与盘中心的电势差，（2）边缘与盘中心哪点电势高？（3）如果反向旋转，边缘与盘中心哪点电势高？,解、盘心电势为U0，边缘电势为UR，则：,（2）,盘边缘电势高。,