大学物理学教程（第二版）下册：12-5 位移电流 电磁场基本方程的积分形式

1、第十二章第十二章 电磁感应电磁感应 电磁场和电磁波电磁场和电磁波 物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） * * 12 12 5 5 位移电流位移电流 电磁场基本方程的积分形式电磁场基本方程的积分形式 麦克斯韦麦克斯韦（1831 - 1879） 英国物理学家英国物理学家 . 经典电磁理经典电磁理 论的奠基人论的奠基人 , 气体动理论创气体动理论创 始人之一始人之一 . 他提出了有旋场他提出了有旋场 和位移电流的概念和位移电流的概念 , 建立了建立了 经典电磁理论经典电磁理论 , 并预言了以并预言了以 光速传播的电磁波的存在光速传播的电磁波的存在 . 在气体动理论方面在气体动理论方面 , 他

2、还提他还提 出了气体分子按速率分布的出了气体分子按速率分布的 统计规律统计规律. 第十二章第十二章 电磁感应电磁感应 电磁场和电磁波电磁场和电磁波 物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） * * 12 12 5 5 位移电流位移电流 电磁场基本方程的积分形式电磁场基本方程的积分形式 1865 年麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出年麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出 完整的电磁场理论，完整的电磁场理论， 他的主要贡献是提出了他的主要贡献是提出了“有旋电有旋电 场场”和和“位移电流位移电流” 两个假设，从而预言了电磁波的两个假设，从而预言了电磁波的 存在，并计算出电磁波的速度（即存在，并计

3、算出电磁波的速度（即光速光速）. 1888 年赫兹的实验证实了他的预言年赫兹的实验证实了他的预言, 麦克斯韦理麦克斯韦理 论奠定了经典动力学的基础，为无线电技术和现代电论奠定了经典动力学的基础，为无线电技术和现代电 子通信技术发展开辟了广阔前景子通信技术发展开辟了广阔前景. 00 1 c ( 真空真空中中 ) 第十二章第十二章 电磁感应电磁感应 电磁场和电磁波电磁场和电磁波 物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） * * 12 12 5 5 位移电流位移电流 电磁场基本方程的积分形式电磁场基本方程的积分形式 一一 位移电流位移电流 全电流安培环路定理全电流安培环路定理 + + + + -

4、- - - Ic （以（以 L 为边做任意曲面为边做任意曲面 S ） 1 S 2 S 1 c00 dd Sl IsjlB 2 0dd 0 Sl sjlB 恒定磁场中恒定磁场中,安培环路定理安培环路定理 Sl SjIlB dd 00 此矛盾如何解释此矛盾如何解释 ？ L 第十二章第十二章 电磁感应电磁感应 电磁场和电磁波电磁场和电磁波 物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） * * 12 12 5 5 位移电流位移电流 电磁场基本方程的积分形式电磁场基本方程的积分形式 t S t S t q I d d d )(d d d c t j d d c 0 E 0 d1 d dd E tt 麦克斯

5、韦假设麦克斯韦假设 电场中某一点位移电流密度等电场中某一点位移电流密度等 于该点电位移矢量对时间的变化率于该点电位移矢量对时间的变化率. d0 d d E j t 位移电流密度位移电流密度 + + + + + - - - - - Ic d d E t E c j c j Ic AB t q t S t d d1 d d d d 00 e 第十二章第十二章 电磁感应电磁感应 电磁场和电磁波电磁场和电磁波 物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） * * 12 12 5 5 位移电流位移电流 电磁场基本方程的积分形式电磁场基本方程的积分形式 + + + + + - - - - - d I c I

6、 全电流全电流 dcs III d0 d d E j t 位移电流密度位移电流密度 通过通过电场中某一截面的位移电场中某一截面的位移 电流等于通过该截面电场强度通电流等于通过该截面电场强度通 量对时间的变化率与量对时间的变化率与 的乘积的乘积 . o 电容器中位移电流电容器中位移电流 cd II 回路中全电流连续回路中全电流连续 位移电流位移电流 t S t E SjI SS d d d d d d e 00dd 第十二章第十二章 电磁感应电磁感应 电磁场和电磁波电磁场和电磁波 物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） * * 12 12 5 5 位移电流位移电流 电磁场基本方程的积分形式电

7、磁场基本方程的积分形式 （1）全电流是连续的；）全电流是连续的； （2）位移电流和传导电流一样激发磁场；）位移电流和传导电流一样激发磁场； （3）传导电流产生焦耳热，位移电流不产生焦耳热）传导电流产生焦耳热，位移电流不产生焦耳热. + + + + - - - - d I c I 全电流全电流 dcs III Sl S t E jlB d)(d 00c0 ) d d (d e 0c0s0 t IIlB l 第十二章第十二章 电磁感应电磁感应 电磁场和电磁波电磁场和电磁波 物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） * * 12 12 5 5 位移电流位移电流 电磁场基本方程的积分形式电磁场基本方程的积分形式 二二 电磁场电磁场 麦克斯韦电磁场方程的积分形式麦克斯韦电磁场方程的积分形式 0d S SB 磁场高斯定理磁场高斯定理 ISjlB Sl 00 dd 安培环路定理安培环路定理 静电场环流定理静电场环流定理 0d l lE 静电场高斯定理静电场高斯定理 0 d q SE S 第十二章第十二章 电磁感应电磁感应 电磁场和电磁波电磁场和电磁波 物理学教程物理学教程 （第二版）（第二版） * * 12 12 5 5 位移电流位移电流 电磁场基本方程的积分形式电磁场基本方程的积分形式 0d S SB Sl S t E j