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文档简介

§6电磁场的能量和能流一、场和电荷系统的能量守恒与转化的一般形式1描述电磁场能量的几个物理量：1）电磁场的能量密度：定义：电磁场区域中，单位体积具有的电磁场能量称为能量密度。2）电磁场的能流密度：定义：电磁场能流密度是矢量。大小：单位时间，通过单位横截面的能量方向：电磁场内任意一点能流密度的方向是该点能量传输的方向。计算穿过任意面元的能量穿过任意封闭面积的能量：规定能量流入为正，流出为负。面元的外法线方向为正。流入能量2能量守恒与转化定律：表述：在一个封闭的电磁系统中，不论发生任何电磁过程，其总能量始终是守恒的另一表述：在封闭系统之内，任选一个小区域，其外表面为，单位时间内由界面流入内的电磁能量，必然等于同时间内场的能量密度增加和场对电荷电流系统做的功。反之，若单位时间从界面流出能量，必然使内场的能量和系统能量减少。能量守恒与转化定律数学形式：单位时间从流出的电磁能量=电磁能量增加率+带电粒子能量增加率数学形式：称为守恒定律的积分式。利用高斯公式，变成微分式：二、电磁场的能量与能流：由麦氏方程利用得到与电荷守恒定律比较：讨论1）真空情况2）介质情况（均匀，线性）：引入介质后，能量包括三部分：场能极化能磁化能场能极化能磁化能3）一般情况：三、电磁能量的传输：以导线、电源、用电器回路为例说明。问题：1电键合上后，负载是靠电流传输能量的。2认为电荷排着队传递能量。回答：1电磁能量究竟是怎样传输的？2导线在电磁能量传输中的作用？讨论方法——选取导线中的一小段，放大1）电容性带电——电源接通后，在导线皮上存在的电荷稳定分布。2）导线附近的场：由安培环路定理电场有两部分其中其中沿能流不能进入负载，为热损耗。沿的能量进入负载，成为传输能量。讨论：1）良导体，损耗，传输能量2）用电器电阻很大，因为，传输能量，损耗为：高为的柱体内消耗的能量电阻的热功率结论：电磁能量在稳恒电路中依靠电磁场传输，传输方向从电源沿导线正、负极指向负载。导线的作用：1）荷载电容性电荷

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