电磁场的基本物理量与定律课件

1、本章内容安排本章内容安排2.12.1 电场基本规律电场基本规律2.22.2 磁场基本定律磁场基本定律2.1 电场基本规律电场基本规律2.1.1 电荷与电荷分布电荷与电荷分布分布电荷分布电荷：（1）体电荷）体电荷从工程和宏观电磁学的观点看，大量的带电粒子密集从工程和宏观电磁学的观点看，大量的带电粒子密集地出现在某空间体积内，可以假定电荷以连续分地出现在某空间体积内，可以假定电荷以连续分布的形式充满该体积，即以电荷连续分布的概念布的形式充满该体积，即以电荷连续分布的概念来代替其分离特性。来代替其分离特性。体积电荷密度体积电荷密度定义为定义为 30lim(C/ m )VVqV 2.1.2库仑定律与电

2、场强度库仑定律与电场强度库仑定律内容库仑定律内容：真空中两个静止点电荷之间作用力的：真空中两个静止点电荷之间作用力的大小与它们电量的乘积成正比，而与其距离的平大小与它们电量的乘积成正比，而与其距离的平方成反比，力的方向沿着它们间的连线。方成反比，力的方向沿着它们间的连线。库仑定律表达式库仑定律表达式： 0121212320044q qq qRRFRR库仑定律库仑定律电场强度电场强度：单位试验正电荷在电场中某点处所受到的：单位试验正电荷在电场中某点处所受到的作用力，即为该点的电场强度作用力，即为该点的电场强度或者，根据或者，根据库仑定律库仑定律，则点电荷，则点电荷q在其周围空间任意在其周围空间任

3、意一点处产生的一点处产生的电场强度电场强度为为 00limqqFE =0003200044qqqqqRRFERR2.1.3 电位电位为了简化电场强度作为矢量而带来的复杂计算，定义为了简化电场强度作为矢量而带来的复杂计算，定义一个一个标量函数标量函数电位电位来描述静电场。来描述静电场。代表静电场内单位正电荷由代表静电场内单位正电荷由P点移动到点移动到Q点外力所做点外力所做的功，它称为点的功，它称为点Q与与P之间的之间的电位差电位差或者或者电压电压，表示为表示为 dQPWq EldQQPP El2.1.4静电场高斯定理以及电位移矢量静电场高斯定理以及电位移矢量静电场高斯定理静电场高斯定理：（1 1

4、）积分形式）积分形式（2 2）微分形式）微分形式静电场环路定理静电场环路定理 0dSQES0E（1 1）积分形式）积分形式（2 2）微分形式）微分形式d0cEl0E2.22.2 磁场基本定律磁场基本定律2.2.1 2.2.1 电流与电流密度电流与电流密度电流电流：导体内的自由电子在电场的作用下，沿着与电：导体内的自由电子在电场的作用下，沿着与电场方向相反的方向作定向运动，这样就形成了电场方向相反的方向作定向运动，这样就形成了电流。流。（1 1）传导电流）传导电流导体导体中的自由电子或者中的自由电子或者半导体中半导体中的自由电荷作定向运的自由电荷作定向运动所形成的电流。动所形成的电流。（2 2）

5、运流电流）运流电流真空真空或者或者气体气体中带电粒子运动所形成的电流。中带电粒子运动所形成的电流。 电流密度矢量电流密度矢量：描述电荷在空间各点处流动的状态。：描述电荷在空间各点处流动的状态。（1 1）体电流密度矢量）体电流密度矢量 0dlimdSIIJSS =体电流密度体电流密度（2 2）面电流密度矢量）面电流密度矢量 0dlimdSlIIll Jnn面电流密度面电流密度2.2.2 2.2.2 欧姆定律欧姆定律欧姆定律内容欧姆定律内容：对于线性各向同性的导体，任意一点：对于线性各向同性的导体，任意一点的电流密度与该点的电场强度成正比，且比例因的电流密度与该点的电场强度成正比，且比例因为为该导

6、体的电导率。为为该导体的电导率。欧姆定律表达式欧姆定律表达式：（1 1）微分形式）微分形式（2 2）积分形式）积分形式 JEUIR2.2.4电流连续性方程电流连续性方程基础基础：电荷守恒定律：电荷守恒定律（1）电流连续性方程的积分形式）电流连续性方程的积分形式 ddSVVt JS（2）电流连续性方程的微分形式）电流连续性方程的微分形式2.2.5安培力定律与磁感应强度安培力定律与磁感应强度安培定律内容安培定律内容：关于电流之间的作用力。：关于电流之间的作用力。安培定律表达式安培定律表达式： t J212100221122111232d( d)d( d)44RCCCCIIIIRR llRlleF 安培定律安培定律2.2.62.2.6恒定磁场基本方程恒定磁场基本方程- -磁通连续性定理与安培环磁通连续性定理与安培环路定律路定律磁通连续性定理磁通连续性定理（1）积分形式）积分形式磁场高斯定律的积分形